動(dòng)力電池單體是由正極群、負(fù)極群、多孔性隔膜、外殼、電解液、排氣閥6個(gè)主要組件組成的，其中任何一個(gè)組件出了故障都會(huì)給動(dòng)力電池單體的可靠性帶來(lái)?yè)p害，即降低了整只動(dòng)力電池單體的可靠度R(t)。因而從邏輯關(guān)系上來(lái)分析，動(dòng)力電池單體的這6個(gè)主要組件的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是串聯(lián)的，那么整個(gè)動(dòng)力電池單體的可靠度R(t)將由各個(gè)組件的可靠度Ri(t)(1·2……i)來(lái)決定。

動(dòng)力電池單體的正極群和負(fù)極群又都是分別由許多片正極板和負(fù)極板組成的，從電氣連接上來(lái)看，各片正(或負(fù))極板都是并聯(lián)在一起的;從邏輯功能方面看，任何一片極板的失效并不會(huì)導(dǎo)致整只動(dòng)力電池單體失效，必須全部極板同時(shí)失效才會(huì)引起極群失效，因而它們也可視為并聯(lián)的。

動(dòng)力電池單體的可靠性模型，大體上有以下三種形式：

(1)首先是串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型：串聯(lián)系統(tǒng)是指它的每一個(gè)元件對(duì)于系統(tǒng)的正常工作都是必須的，不可或缺的;任何一個(gè)元件的失效，將導(dǎo)致系統(tǒng)工作不正常。這是一種較常見和簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。

如果系統(tǒng)有N種元件，每種元件的失效率為λi(i=1～N)，則串聯(lián)系統(tǒng)的總失效率：λΣ=n1λ1+n2λ2+……nNλN;總的無(wú)故障工作時(shí)間：MTBFΣ=1/λΣ=1/[n1λ1+n2λ2+……nNλN];年可靠度：P=1/e8760·λΣ=1/e8760/MTBFN(因?yàn)槊磕陼r(shí)間共8760h)。

(2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型：U1，U2均可單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，而且U1，U2任何一個(gè)單元出現(xiàn)故障，將自動(dòng)(或手動(dòng))和輸入、輸出端斷開，同時(shí)接入另一個(gè)互為備份的單元。顯然并聯(lián)系統(tǒng)的任何一個(gè)單元的失效，均不會(huì)影響系統(tǒng)的功能，只有在二個(gè)單元均失效時(shí)，系統(tǒng)才不能正常工作。同理也可以N個(gè)單元并聯(lián)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。

其數(shù)學(xué)關(guān)系為：故障概率：F(t)=F1(t)·F2(t)…FN(t);若F1(t)=F2(t)…=FN(t)則可靠度：R(t)=1-F(t)=1-[F1(t)]n。

結(jié)論很明確，在每個(gè)單元的可靠性受各種限制不可能太高，而又要求系統(tǒng)具有很高的可靠度的情況下，采用并聯(lián)系統(tǒng)代替串聯(lián)系統(tǒng)是提高電子系統(tǒng)可靠性的根本方法。并聯(lián)系統(tǒng)的成本將高于串聯(lián)系統(tǒng)，但為了保證必要的可靠性，花些代價(jià)是必須的也是值得的。

(3)混合系統(tǒng)可靠性模型

實(shí)際工程中，為了在成本和可靠性方面求得平衡，常常使用串聯(lián)和并聯(lián)混合系統(tǒng)。也就是對(duì)可靠度較低的單元采用并聯(lián)系統(tǒng)，可靠度高的單元保持串聯(lián)系統(tǒng)?；旌舷到y(tǒng)的可靠度：R(t)=R1(t)·R2(t)·R3-2(t)·R4(t);如果R1=R2=R4=0.99，R3=0.9，則R3-2=1-[1-R3]2，R3-2=0.99，R=R1·R2·R3-2·R4=0.96=96%(F=4%)。

假使，U3不用并聯(lián)系統(tǒng)，則R=0.87=87%，(F=13%)。可見，兩者可靠度的差別還是很明顯的，故障率降低了3倍多?？偟膩?lái)說(shuō)，混合系統(tǒng)比串聯(lián)系統(tǒng)可靠性高，比并聯(lián)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。