Method for determining service life of traction batteries for urban electric transport

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The study is based on the need to improve the performance of traction batteries for urban electric rolling stock.

AIM: This work aimed to determine the service life of the battery based on the route length of urban electric transport networks in autonomous mode without a contact network.

METHODS: Computer simulation of the operation of autonomous electric rolling stock was used based on the dynamics of movement, battery parameters, and its charge level for various operating modes.

RESULTS: A combined diagram has been developed to show the relationships between the length of battery-assisted driving sections, the number of cycles, and the service life of the traction battery. A formula is proposed to determine the battery life based on the route length and operation rate.

CONCLUSION: The findings may be used by transport companies and energy system developers to optimize the selection and operation of traction batteries.

About the authors

Vladimir A. Sharyakov

Scientific and Production Enterprise “EPRO”; Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Author for correspondence.
Email: v_a_shar@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2943-676X
SPIN-code: 7762-0173

Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Executive Director of SPE “EPRO”, Associate Professor of the Department of Electric Traction

Russian Federation, St. Petersburg; St. Petersburg

Victor V. Nikitin

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Email: pgups.emks@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5699-0424
SPIN-code: 6864-5678

Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Theoretical Foundations of Electrical Engineering and Power Engineering Department, Professor of the Electric Traction Department

Russian Federation, St. Petersburg

Kirill V. Markov

Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University

Email: markov@pgups.ru
ORCID iD: 0009-0002-2701-0084
SPIN-code: 4993-0510

Senior Lecturer at the Department of Electric Traction

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Titova TS, Evstafev AM. Energy Efficiency Improvement of Locomotives with Energy Storages. Proceedings of Petersburg Transport University. 2017;14(2):200–210. (In Russ.) EDN: YUAKXR
  2. Titova TS, Evstafev AM, Pugachev AA. Improving the Energy Efficiency of Electric Drives for Auxilary Units of Traction Rolling Stock. Journal of Physics: Conference Series. 2021; 2131(4):042–085. doi: 10.1088/1742-6596/2131/4/042085 EDN: VHLUXC
  3. Diya Mariam J, Veena Vijayakumar, Athulia S, et al. Hybrid Energy Storage System for Electric Vehicles. International Journal of Engineering Research & Technology. June 2021;10(6):690–694.
  4. Evstafieva MV, Izvarin MJu, Vasilyev VA. The main directions of increasing the energy efficiency of rolling stock. Electronics and Electrical Equipment of Transport. 2019;5:21–24. (In Russ.) EDN: CBNABH
  5. Titova TS, Evstafev AM, Izvarin MJu, Sychugov AN. Prospects for the development of traction rolling stock. Part 1. Transport of the Russian Federation. 2018;6:40–44. (In Russ.) EDN: YSWXNR
  6. Byltseva VD, Izvarin MYu, Kim KK. Systems of autonomous running of urban electric transport. Modern Transportation Systems and Technologies. 2024;10(3):300–319. https://doi.org/10.17816/transsyst634812301 EDN: SONMKY
  7. Satsuk TP, Sharyakov VA, Sharyakova OL et al. On the Use of Traction Batteries for Autonomous Urban Electric-Transport Substations. Russ. Electr. Engin. 2021;92:572–576. https://doi.org/10.3103/S1068371221100163 EDN: ROOFVD
  8. Antonov JuF, Vasilyev VA, Zaitsev AA, Morozova EI. Development of a small-sized system for accumulation and conversion of energy of a transport unit on magnetic suspension. In: Proceedings of the V International Scientific Conference “INTELLECTTRANS-2015” Saint-Petersburg, 2015 Apr. 02–03. Saint-Petersburg: PSTU; 2015:43–47. (In Russ.) EDN: UGANUF
  9. Christeller R. Innovative Power Supply Technologies for Traction Systems in Public Transport. Urban Transport Magazine. Accessed: 17.06.2020. Available from: https://www.urban-transport-magazine.com/en/innovative-power-supply-technologies-for-traction-systems-in-public-transport/
  10. Nesterenko G, Nesterenko I, Khudiakova V, et al. On the Issue of Charging Traction Batteries for Mainline Road Transport. E3S Web of Conferences. 2024;548. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202454804003 EDN: DGINUY
  11. Sharyakov VA, Sharyakova OL, Markov KV. The Use Of On-Board Energy Storage Devices In Urban Rail Transport. Electronics and Electrical Equipment of Transport. 2022;4-5:44–48. (In Russ.) EDN: DQQOTP
  12. Sharyakov VA, Sharyakova OL, Agunov AV, et al. Possibilities of Sustainable Utilization of Braking the Energy of Electric Rolling Stock. Russ. Electr. Engin. 2018;89:607–611. https://doi.org/10.3103/S1068371218100085 EDN: YUYWZI
  13. Satsyuk TP, Sharyakov VA, Sharyakova OL, et al. Automatic Voltage Stabilization of an Electric Rolling Stock Catenary System. Russ. Electr. Engin. 2021;92:213–216. https://doi.org/10.3103/S1068371221040052 EDN: VNNULM
  14. Reznichenko VV, Sharyakov VA, Sharyakova OL. Combined energy storage for trolleybuses with increased autonomous running. In: Proceedings of the 73rd scientific conference of professors, teachers, researchers, engineers and postgraduate students of the university. Saint-Petersburg, 2017 Oct. 04–06. Saint-Petersburg: Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering; 2017:186–189. (In Russ.) EDN: WUHUZT
  15. Sharyakov VA, Sharyakova OL, Kiselev IG, et al. Research of the Influence of Electric Energy Storage on Motion Indicators and Unequality of Energy Consumption Electric Mobile Composition. Electronics and Electrical Equipment of Transport. 2019;5:25–27. (In Russ.) EDN: OZEPVA

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Sharyakov V.A., Nikitin V.V., Markov K.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

link to the archive of the previous title

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».