Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії

Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії

The rapid expansion of the electric vehicle market has significantly increased the demand for lithium-ion batteries, posing challenges for manufacturers and policymakers regarding efficient use and recycling. When these batteries reach the end of their primary lifecycle, their repurposing for second...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2024
Автор: Kostenko, Ganna
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2024
Теми:
літій-іонні батареї
електромобіль
зберігання енергії
деградація батареї
календарне старіння
циклічне старіння
інтегральний індекс деградації
залишковий термін корисного використання
стан здоров’я батареї.
Онлайн доступ:https://systemre.org/index.php/journal/article/view/856
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:System Research in Energy

Репозитарії

System Research in Energy
id oai:www.systemre.org:article-856
record_format ojs
institution System Research in Energy
baseUrl_str
datestamp_date 2024-07-23T14:01:24Z
collection OJS
language English
topic літій-іонні батареї
електромобіль
зберігання енергії
деградація батареї
календарне старіння
циклічне старіння
інтегральний індекс деградації
залишковий термін корисного використання
стан здоров’я батареї.
spellingShingle літій-іонні батареї
електромобіль
зберігання енергії
деградація батареї
календарне старіння
циклічне старіння
інтегральний індекс деградації
залишковий термін корисного використання
стан здоров’я батареї.
Kostenko, Ganna
Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
topic_facet Lithium-Ion Battery
Electric Vehicle
Energy Storage
Battery Degradation
Calendar Ageing
Cyclic Ageing
Integral Degradation Index
Remaining Useful Life
State of Health.
літій-іонні батареї
електромобіль
зберігання енергії
деградація батареї
календарне старіння
циклічне старіння
інтегральний індекс деградації
залишковий термін корисного використання
стан здоров’я батареї.
format Article
author Kostenko, Ganna
author_facet Kostenko, Ganna
author_sort Kostenko, Ganna
title Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_short Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_full Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_fullStr Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_full_unstemmed Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_sort урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії
title_alt ACCOUNTING CALENDAR AND CYCLIC AGEING FACTORS IN DIAGNOSTIC AND PROGNOSTIC MODELS OF SECOND-LIFE EV BATTERIES APPLICATION IN ENERGY STORAGE SYSTEMS
description The rapid expansion of the electric vehicle market has significantly increased the demand for lithium-ion batteries, posing challenges for manufacturers and policymakers regarding efficient use and recycling. When these batteries reach the end of their primary lifecycle, their repurposing for secondary applications such as energy storage becomes critical to addressing environmental and resource management issues. This paper focuses on applying second-life batteries in energy storage systems, emphasizing the importance of accounting for calendar and cyclic aging factors to optimize battery performance and longevity. Calendar aging refers to the degradation that occurs over time due to chemical reactions within the battery, even when it is not in use. This type of aging is influenced by temperature, state of charge (SOC), and storage conditions. Cyclic aging, on the other hand, results from repeated charging and discharging cycles, which cause mechanical and chemical changes within the battery, leading to capacity fade and increased internal resistance. The combined effects of these aging processes necessitate the development of high-precision diagnostic and prognostic models to manage the performance and longevity of second-life batteries effectively. In Ukraine, the adoption of electric vehicles is accelerating, leading to an influx of used electric vehicles. This situation necessitates the prompt development of strategies for repurposing these batteries for energy storage applications. The complexities associated with final recycling processes make secondary use an attractive interim solution. By repurposing used EV batteries, Ukraine can mitigate immediate challenges related to battery waste and resource scarcity while supporting the transition to renewable energy sources. This paper highlights the need for an integral degradation index (DI) that combines calendar and cyclic aging factors with stochastic influences to provide a comprehensive measure of battery health. Such an index is essential for optimizing battery management practices, including the scheduling of charging and discharging cycles, to extend the operational life of secondary batteries. The study also presents practical recommendations for implementing these models in various energy storage scenarios, ranging from residential solar energy systems to industrial grid support and electric vehicle charging stations. By adopting optimized battery management strategies, the potential for extending the lifespan of secondary batteries and reducing operational costs is significant. This approach supports sustainable energy practices and aligns with global efforts to promote renewable energy sources and circular economy principles.
publisher General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2024
url https://systemre.org/index.php/journal/article/view/856
work_keys_str_mv AT kostenkoganna accountingcalendarandcyclicageingfactorsindiagnosticandprognosticmodelsofsecondlifeevbatteriesapplicationinenergystoragesystems
AT kostenkoganna urahuvannâfaktorívkalendarnogotaciklíčnogostarínnâvdíagnostičnihíprognostičnihmodelâhzastosuvannâvtorinnihbatarejelektromobílívvsistemahzberígannâenergíí
first_indexed 2025-09-24T17:34:07Z
last_indexed 2025-09-24T17:34:07Z
_version_ 1850410287704834048
spelling oai:www.systemre.org:article-8562024-07-23T14:01:24Z ACCOUNTING CALENDAR AND CYCLIC AGEING FACTORS IN DIAGNOSTIC AND PROGNOSTIC MODELS OF SECOND-LIFE EV BATTERIES APPLICATION IN ENERGY STORAGE SYSTEMS Урахування факторів календарного та циклічного старіння в діагностичних і прогностичних моделях застосування вторинних батарей електромобілів в системах зберігання енергії Kostenko, Ganna Lithium-Ion Battery, Electric Vehicle, Energy Storage, Battery Degradation, Calendar Ageing, Cyclic Ageing, Integral Degradation Index, Remaining Useful Life, State of Health. літій-іонні батареї, електромобіль, зберігання енергії, деградація батареї, календарне старіння, циклічне старіння, інтегральний індекс деградації, залишковий термін корисного використання, стан здоров’я батареї. The rapid expansion of the electric vehicle market has significantly increased the demand for lithium-ion batteries, posing challenges for manufacturers and policymakers regarding efficient use and recycling. When these batteries reach the end of their primary lifecycle, their repurposing for secondary applications such as energy storage becomes critical to addressing environmental and resource management issues. This paper focuses on applying second-life batteries in energy storage systems, emphasizing the importance of accounting for calendar and cyclic aging factors to optimize battery performance and longevity. Calendar aging refers to the degradation that occurs over time due to chemical reactions within the battery, even when it is not in use. This type of aging is influenced by temperature, state of charge (SOC), and storage conditions. Cyclic aging, on the other hand, results from repeated charging and discharging cycles, which cause mechanical and chemical changes within the battery, leading to capacity fade and increased internal resistance. The combined effects of these aging processes necessitate the development of high-precision diagnostic and prognostic models to manage the performance and longevity of second-life batteries effectively. In Ukraine, the adoption of electric vehicles is accelerating, leading to an influx of used electric vehicles. This situation necessitates the prompt development of strategies for repurposing these batteries for energy storage applications. The complexities associated with final recycling processes make secondary use an attractive interim solution. By repurposing used EV batteries, Ukraine can mitigate immediate challenges related to battery waste and resource scarcity while supporting the transition to renewable energy sources. This paper highlights the need for an integral degradation index (DI) that combines calendar and cyclic aging factors with stochastic influences to provide a comprehensive measure of battery health. Such an index is essential for optimizing battery management practices, including the scheduling of charging and discharging cycles, to extend the operational life of secondary batteries. The study also presents practical recommendations for implementing these models in various energy storage scenarios, ranging from residential solar energy systems to industrial grid support and electric vehicle charging stations. By adopting optimized battery management strategies, the potential for extending the lifespan of secondary batteries and reducing operational costs is significant. This approach supports sustainable energy practices and aligns with global efforts to promote renewable energy sources and circular economy principles. Швидке розширення ринку електромобілів значно збільшило попит на літій-іонні акумулятори, що створює виклики для виробників та політиків щодо ефективного використання та утилізації. Коли ці акумулятори досягають кінця свого первинного використання, їх повторне застосування для зберігання енергії стає критично важливим для вирішення багатьох екологічних та ресурсних проблем. Ця стаття зосереджена на вторинному застосуванні акумуляторів електромобілів у системах зберігання енергії з урахуванням факторів календарного та циклічного старіння для оптимізації продуктивності та довговічності акумуляторів. Календарне старіння стосується деградації, що відбувається з часом через хімічні реакції в акумуляторі, навіть коли він не використовується. На цей тип старіння впливають: температура, стан заряду та умови зберігання. Циклічне старіння, з іншого боку, є результатом повторних циклів заряджання та розряджання, що спричиняє механічні та хімічні зміни в акумуляторі, призводячи до зменшення ємності та збільшення внутрішнього опору. Комбінований вплив цих процесів старіння вимагає розробки високоточних діагностичних та прогнозних моделей для ефективного управління продуктивністю та довговічністю вторинних акумуляторів. Розвиток ринку вживаних електромобілів в Україні викликає необхідність швидкого розроблення стратегій для повторного використання цих акумуляторів у системах зберігання енергії. Складнощі, пов’язані з остаточними процесами утилізації, роблять повторне використання привабливим проміжним рішенням. Повторне використання акумуляторів електромобілів дозволяє Україні пом’якшити наявні проблеми, пов’язані з токсичними відходами при остаточній переробці, водночас підтримуючи перехід до відновлюваних джерел енергії. У даній статті підкреслюється необхідність створення інтегрального індексу деградації DI, що поєднує фактори календарного та циклічного старіння зі стохастичними впливами для надання комплексної оцінки стану акумулятора. Такий показник є важливим для оптимізації практик управління акумуляторами, включаючи планування циклів заряджання та розряджання для продовження експлуатаційного терміну вторинних акумуляторів. Дослідження містить практичні рекомендації щодо впровадження цих моделей у різних сценаріях зберігання енергії, від побутових сонячних енергосистем до промислової підтримки мережі та станцій заряджання електромобілів. Прийняття оптимізованих стратегій управління акумуляторами має значний потенціал для продовження терміну служби вторинних акумуляторів та зниження операційних витрат. Такий підхід підтримує сталу енергетику і відповідає глобальним зусиллям щодо сприяння відновлюваним джерелам енергії та принципам циркулярної економіки. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2024-07-01 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/856 10.15407/srenergy2024.03.021 System Research in Energy; No. 3 (79) (2024): System Research in Energy; 21-34 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (79) (2024): Системні дослідження в енергетиці; 21-34 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/856/766

Схожі ресурси