kth.sePublications KTH
Operational message
There are currently operational disruptions. Troubleshooting is in progress.
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Calendar and Cycling Aging Models of Li-ion Batteries: A comparative study to determine the suitable aging model for the battery installed at KTH Live-in lab
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Nowadays, stationary battery energy storage systems are fast deployed across the world as they play a pivotal role in ensuring energy security and electrification. It is a crucial solution that aids in making use of intermittent renewable energy effectively and thus acts as an aid to clean energy transition. The optimal dispatch of these batteries is essential for its sustainable operation. Here comes the prominence of the study of battery aging. The modelling of battery aging helps in understanding the stress factors causing aging and to devise the strategic operation of the batteries. Through this study different battery aging models are reviewed and a suitable model for the battery installed at KTH Live in lab is proposed. Among the different models reviewed, the chosen semi empirical model, and the aging formula derived from a simplified electrochemical model are simulated. Both the models are validated using 3 datasets of which one being the real historical battery data. A comparative study is done based on different key performance indicators and it is observed that the semi empirical model has a slight advantage over the aging formula owing mainly to the less input requirements. The performance of the aging formula originally derived for hybrid electric vehicles is also validated for the stationary battery energy storage system. It gave an RMSE of less than 0.3% for the real battery data and less than 7% for the optimization data. 

Abstract [sv]

Numera används stationära batterilagringssystem snabbt över hela världen eftersom de spelar en avgörande roll för att säkerställa energisäkerhet och elektrifiering. Det är en avgörande lösning som hjälper till att effektivt utnyttja intermittent förnybar energi och därmed fungerar som ett stöd för övergången till ren energi. Optimal driftsättning av dessa batterier är avgörande för deras hållbara drift. Här kommer framträdandet av studien av batteriåldring. Modellering av batteriåldring hjälper till att förstå de stressfaktorer som orsakar åldring och att utforma batteriernas strategiska drift. Genom denna studie granskas olika modeller för batteriåldring och en lämplig modell för batteriet installerat på KTH Live-in labb föreslås. Bland de olika modellerna som granskats simuleras den valda semi-empiriska modellen och åldringsformeln härledd från en förenklad elektrokemisk modell. Båda modellerna valideras med hjälp av tre data set, varav en är verkliga historiska batteridata. En jämförande studie görs baserat på olika nyckeltal och det observeras att den semi-empiriska modellen har en liten fördel jämfört med åldringsformeln, främst på grund av de lägre inmatningskraven. Prestandan hos den åldringsformel som ursprungligen härleddes för hybridfordon valideras också för det stationära batterilagringssystemet. Den gav ett RMSE på mindre än 0,3 % för verkliga batteridata och mindre än 7 % för optimeringsdata. 

Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 61
Series
TRITA-ITM-EX ; 2025:505
Keywords [en]
battery aging model, calendar and cycling aging models of batteries, BESS
Keywords [sv]
batteriåldringsmodell, kalender- och cykliska åldringsmodeller för batterier, BESS
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-372220OAI: oai:DiVA.org:kth-372220DiVA, id: diva2:2010043
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-10-29 Created: 2025-10-29 Last updated: 2025-10-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2134 kB)400 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2134 kBChecksum SHA-512
a9db332003b64b9269fa3113c80e603717d7688239a6f9ee5eded374bbd087453c0fecee0f152e5b66133e2a80b3547379d9fa154af9de697318ef455a4c00ca
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 728 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf