動力電池單體的可靠性模型大體上有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-09 09:33
點擊量：次
(1)首先是串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型：串聯(lián)系統(tǒng)是指它的每一個元件對于系統(tǒng)的正常工作都是必須的，不可或缺的;任何一個元件的失效，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;總的無故障工作時間：MTBFΣ=1/λΣ=1/[n1λ1+n2λ2+……nNλN];年可靠度：P=1/e8760·λΣ=1/e8760/MTBFN(因為每年時間共8760h)。
(2)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性模型：U1，U2均可單獨地實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，而且U1，U2任何一個單元出現(xiàn)故障，將自動(或手動)和輸入、輸出端斷開，同時接入另一個互為備份的單元。顯然并聯(lián)系統(tǒng)的任何一個單元的失效，均不會影響系統(tǒng)的功能，只有在二個單元均失效時，系統(tǒng)才不能正常工作。同理也可以N個單元并聯(lián)構(gòu)成一個系統(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，花些代價是必須的也是值得的。
(3)混合系統(tǒng)可靠性模型
實際工程中，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%)?？梢姡瑑烧呖煽慷鹊牟顒e還是很明顯的，故障率降低了3倍多?？偟膩碚f，混合系統(tǒng)比串聯(lián)系統(tǒng)可靠性高，比并聯(lián)系統(tǒng)簡單。
動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個主要組件組成的，其中任何一個組件出了故障都會給動力電池單體的可靠性帶來損害，即降低了整只動力電池單體的可靠度R(t)。因而從邏輯關(guān)系上來分析，動力電池單體的這6個主要組件的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是串聯(lián)的，那么整個動力電池單體的可靠度R(t)將由各個組件的可靠度Ri(t)(1·2……i)來決定。
動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導(dǎo)致整只動力電池單體失效，必須全部極板同時失效才會引起極群失效，因而它們也可視為并聯(lián)的。
