Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом
Стрімке зростання електромобільності та інтеграції відновлюваних джерел енергії посилило потребу не лише у системах накопичення енергії, а й у надійних і стандартизованих даних, що забезпечують прогнозне моделювання та управління життєвим циклом літій-іонних батарей. Експериментальні випробування ба...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/938 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1859471876346085376 |
|---|---|
| author | Kostenko , Ganna Bosak, Andrii Sapsai, Yurii Zaporozhets, Artur |
| author_facet | Kostenko , Ganna Bosak, Andrii Sapsai, Yurii Zaporozhets, Artur |
| author_sort | Kostenko , Ganna |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-11T09:24:32Z |
| description | Стрімке зростання електромобільності та інтеграції відновлюваних джерел енергії посилило потребу не лише у системах накопичення енергії, а й у надійних і стандартизованих даних, що забезпечують прогнозне моделювання та управління життєвим циклом літій-іонних батарей. Експериментальні випробування батарей є дорогими, тривалими та обмеженими лабораторними умовами, тому відкриті набори даних стають безцінною основою для порівняльних досліджень, валідації моделей та відтворюваної аналітики. Водночас різноманітність доступних інформаційних ресурсів за форматом, хімічним складом і умовами тестування ускладнює їх системне використання для досліджень деградації та KPI-орієнтованого аналізу. У роботі розроблено інформаційно-аналітичну основу для відбору, оцінювання та класифікації відкритих наборів даних літій-іонних батарей, придатних як для первинного, так і для вторинного використання. Проаналізовано п’ятнадцять репрезентативних наборів даних, згрупованих за хімічним складом, глибиною циклювання та повнотою метаданих, із додатковою оцінкою цілісності даних і відстежуваності відповідно до принципів FAIR. Аналіз визначає придатність кожного набору до певних аналітичних напрямів: Sandia та HNEI забезпечують довгострокові дані для моделювання деградації та RUL; Stanford SLB і UC Davis Microgrid надають інформацію для KPI-аналізу в умовах реальної експлуатації; PulseBat і Panasonic PF використовуються для оцінки безпеки, надійності та ймовірнісних ризиків. Зазначено, що ключову роль відіграють повнота метаданих, DOI-відстежуваність та контроль версій на рівні репозиторіїв у створенні достовірних цифрових двійників і регуляторних інструментів, зокрема Європейського паспорта батарей. Результати формують основу для гармонізованих, орієнтованих на дані методологій, що поєднують експериментальні вимірювання, прогнозні моделі та KPI-управління життєвим циклом, сприяючи прозорості, інтероперабельності та сталому розвитку у сфері досліджень і впровадження батарейних технологій. Виконано порівняльний аналіз трьох репрезентативних наборів даних (Sandia NMC, HNEI LFP і NASA/CALCE NMC/NCA), що демонструє відмінності деградації та дозволяє кількісно оцінити їх варіабельність для задач вторинних батарей. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:30Z |
| format | Article |
| id | oai:www.systemre.org:article-938 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:30Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:www.systemre.org:article-9382026-03-11T09:24:32Z ANALYSIS OF OPEN LI-ION BATTERY TESTING DATASETS FOR DEGRADATION MODELING AND LIFECYCLE MANAGEMENT Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом Kostenko , Ganna Bosak, Andrii Sapsai, Yurii Zaporozhets, Artur lithium-ion batteries, open datasets, lifecycle management, degradation modeling, KPI framework, second-life applications, data-driven energy systems. літій-іонні батареї, відкриті набори даних, управління життєвим циклом, моделювання деградації, система KPI, повторне використання батарей, енергетичні системи на основі даних. Стрімке зростання електромобільності та інтеграції відновлюваних джерел енергії посилило потребу не лише у системах накопичення енергії, а й у надійних і стандартизованих даних, що забезпечують прогнозне моделювання та управління життєвим циклом літій-іонних батарей. Експериментальні випробування батарей є дорогими, тривалими та обмеженими лабораторними умовами, тому відкриті набори даних стають безцінною основою для порівняльних досліджень, валідації моделей та відтворюваної аналітики. Водночас різноманітність доступних інформаційних ресурсів за форматом, хімічним складом і умовами тестування ускладнює їх системне використання для досліджень деградації та KPI-орієнтованого аналізу. У роботі розроблено інформаційно-аналітичну основу для відбору, оцінювання та класифікації відкритих наборів даних літій-іонних батарей, придатних як для первинного, так і для вторинного використання. Проаналізовано п’ятнадцять репрезентативних наборів даних, згрупованих за хімічним складом, глибиною циклювання та повнотою метаданих, із додатковою оцінкою цілісності даних і відстежуваності відповідно до принципів FAIR. Аналіз визначає придатність кожного набору до певних аналітичних напрямів: Sandia та HNEI забезпечують довгострокові дані для моделювання деградації та RUL; Stanford SLB і UC Davis Microgrid надають інформацію для KPI-аналізу в умовах реальної експлуатації; PulseBat і Panasonic PF використовуються для оцінки безпеки, надійності та ймовірнісних ризиків. Зазначено, що ключову роль відіграють повнота метаданих, DOI-відстежуваність та контроль версій на рівні репозиторіїв у створенні достовірних цифрових двійників і регуляторних інструментів, зокрема Європейського паспорта батарей. Результати формують основу для гармонізованих, орієнтованих на дані методологій, що поєднують експериментальні вимірювання, прогнозні моделі та KPI-управління життєвим циклом, сприяючи прозорості, інтероперабельності та сталому розвитку у сфері досліджень і впровадження батарейних технологій. Виконано порівняльний аналіз трьох репрезентативних наборів даних (Sandia NMC, HNEI LFP і NASA/CALCE NMC/NCA), що демонструє відмінності деградації та дозволяє кількісно оцінити їх варіабельність для задач вторинних батарей. The rapid expansion of battery-powered mobility and renewable energy integration has amplified the demand for energy storage as well as for reliable and standardized data supporting predictive modeling and lifecycle management of lithium-ion batteries. Experimental testing of batteries is costly, time-consuming, and limited by laboratory constraints, which makes open-access datasets an invaluable foundation for comparative studies, model validation, and reproducible analytics. However, the diversity of available datasets in terms of format, chemistry, and test conditions complicates their systematic use in degradation and KPI-based research. This study develops an information and analytical framework for the selection, evaluation, and classification of open-access Li-ion battery datasets applicable to both first- and second-life applications. Fifteen representative datasets were analyzed and grouped by chemistry, cycling depth, and metadata completeness, with additional assessment of data integrity and traceability according to FAIR principles. The analysis identifies dataset suitability for specific analytical domains: Sandia and HNEI provide long-term degradation and RUL modeling data; Stanford SLB and UC Davis Microgrid datasets enable operational and KPI analysis under realistic usage conditions; PulseBat and Panasonic PF datasets contribute to safety, reliability, and probabilistic risk evaluation. The proposed framework establishes clear connections between raw data, degradation indicators, and system-level metrics such as LCOS, utilization rate, and lifecycle efficiency. It also introduces a structured mapping of data relevance to various modeling objectives, supporting reproducible and cross-compatible research across laboratories and applications. Beyond comparative analysis, the study emphasizes the critical role of metadata completeness, DOI-based traceability, and repository-level version control in building trustworthy digital twins and regulatory tools such as the EU Battery Passport. The results provide a foundation for harmonized, data-driven methodologies that bridge experimental data, predictive models, and KPI-based lifecycle management, promoting transparency, interoperability, and sustainability in battery research and deployment. Additionally, a detailed comparative analysis of three representative high-quality datasets (Sandia NMC, HNEI LFP, and NASA/CALCE NMC/NCA) is presented to illustrate chemistry-dependent degradation behaviour and quantify inter-dataset divergence relevant for second-life modeling. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2026-03-03 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/938 System Research in Energy; No. 1 (85) (2026): System Research in Energy; 65-84 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (85) (2026): Системні дослідження в енергетиці; 65-84 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/938/833 |
| spellingShingle | літій-іонні батареї відкриті набори даних управління життєвим циклом моделювання деградації система KPI повторне використання батарей енергетичні системи на основі даних. Kostenko , Ganna Bosak, Andrii Sapsai, Yurii Zaporozhets, Artur Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title | Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title_alt | ANALYSIS OF OPEN LI-ION BATTERY TESTING DATASETS FOR DEGRADATION MODELING AND LIFECYCLE MANAGEMENT |
| title_full | Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title_fullStr | Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title_full_unstemmed | Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title_short | Аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| title_sort | аналіз відкритих наборів експериментальних даних літій-іонних батарей для моделювання деградації та управління життєвим циклом |
| topic | літій-іонні батареї відкриті набори даних управління життєвим циклом моделювання деградації система KPI повторне використання батарей енергетичні системи на основі даних. |
| topic_facet | lithium-ion batteries open datasets lifecycle management degradation modeling KPI framework second-life applications data-driven energy systems. літій-іонні батареї відкриті набори даних управління життєвим циклом моделювання деградації система KPI повторне використання батарей енергетичні системи на основі даних. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/938 |
| work_keys_str_mv | AT kostenkoganna analysisofopenliionbatterytestingdatasetsfordegradationmodelingandlifecyclemanagement AT bosakandrii analysisofopenliionbatterytestingdatasetsfordegradationmodelingandlifecyclemanagement AT sapsaiyurii analysisofopenliionbatterytestingdatasetsfordegradationmodelingandlifecyclemanagement AT zaporozhetsartur analysisofopenliionbatterytestingdatasetsfordegradationmodelingandlifecyclemanagement AT kostenkoganna analízvídkritihnaboríveksperimentalʹnihdanihlítíjíonnihbatarejdlâmodelûvannâdegradacíítaupravlínnâžittêvimciklom AT bosakandrii analízvídkritihnaboríveksperimentalʹnihdanihlítíjíonnihbatarejdlâmodelûvannâdegradacíítaupravlínnâžittêvimciklom AT sapsaiyurii analízvídkritihnaboríveksperimentalʹnihdanihlítíjíonnihbatarejdlâmodelûvannâdegradacíítaupravlínnâžittêvimciklom AT zaporozhetsartur analízvídkritihnaboríveksperimentalʹnihdanihlítíjíonnihbatarejdlâmodelûvannâdegradacíítaupravlínnâžittêvimciklom |