Tối ưu hạ tầng sạc cho xe điện

Nền tảng phần mềm do Công ty cổ phần công nghệ Volterra phát triển, từng giành giải nhì tại cuộc thi Tìm kiếm tài năng khởi nghiệp sáng tạo quốc gia năm 2025, được kỳ vọng góp phần giải quyết những thách thức này.

Công ty cổ phần công nghệ Volterra là mô hình doanh nghiệp khởi nguồn công nghệ (spin-off) từ Trường đại học VinUni, với mục tiêu đưa nhanh vào ứng dụng thực tiễn Nền tảng phần mềm (PaaS) quản lý và tối ưu trạm sạc xe điện. Nền tảng này được dẫn dắt phát triển bởi đội ngũ chuyên gia của nhà trường về trí tuệ nhân tạo (AI), hạ tầng lưới điện và sạc xe điện, hệ thống vi cơ điện tử...

Chiến lược phát triển mới của Trường đại học VinUni có đặt mục tiêu các chương trình nghiên cứu của trường sẽ tham gia giải quyết 100 thách thức thực tiễn, trong đó nổi lên bài toán phát triển hạ tầng trạm sạc cho phương tiện giao thông điện.

Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, giai đoạn 2027-2030 là “thời điểm vàng” bùng nổ thị trường xe điện và hệ thống hạ tầng trạm sạc tại Việt Nam. Dự đoán, cần gần một triệu cổng sạc vào năm 2030 mới đủ đáp ứng nhu cầu tăng trưởng ấy.

Vì thế, vấn đề cần có lời giải là lắp đặt bao nhiêu trụ sạc, sạc bằng cách nào để không gây quá tải lưới điện đô thị, và tận dụng nguồn năng lượng tái tạo thế nào để giao thông thật sự “xanh”.

Nhóm nghiên cứu đã quyết định đưa ra giải pháp tích hợp giữa hệ thống pin thu năng lượng và lưu trữ năng lượng (BESS) vào các trạm sạc để vừa không phụ thuộc quá nhiều vào lưới điện truyền thống, vừa bảo đảm yếu tố kinh tế và khả năng mở rộng trạm trong điều kiện thực tế hiện nay.

Khi vận hành thực tế, “bộ não” của trạm sạc là hệ thống quản lý tích hợp dữ liệu lớn và AI (EMAS) cho phép tính toán cách sử dụng điện hiệu quả và ổn định nhất tại từng trạm sạc cũng như các cụm trạm sạc. Dựa trên dự báo nhu cầu theo thời gian thực và biểu giá điện theo thời gian sử dụng, hệ thống tính toán chi phí năng lượng từ điện lưới và đưa ra các kịch bản mua điện một cách kinh tế nhất.

Hệ thống này cũng giúp tối ưu hóa tài nguyên khi điện được tích vào hệ thống pin lưu trữ (BESS) vào thời điểm giá điện thấp, hoặc từ nguồn năng lượng tái tạo. Khi một trạm tiến gần ngưỡng tải, hệ thống sẽ chủ động phân bổ nhu cầu sang trạm khác còn dư công suất hoặc khuyến khích người dùng sạc vào khung giờ phù hợp hơn.

Theo Tiến sĩ Đỗ Danh Cường, trưởng nhóm nghiên cứu, công nghệ lưu trữ năng lượng giúp trạm sạc giảm sự phụ thuộc vào điện lưới từ 40 đến 73%. Ngoài ra, hệ thống được tích hợp sâu với nguồn dữ liệu từ người dùng cuối cho phép điều hướng người dùng tới các điểm sạc có tải thấp hoặc dư thừa năng lượng xanh. Hệ thống còn tính toán giá sạc biến thiên theo địa điểm, nguồn năng lượng và các chính sách hỗ trợ.

Nhờ tối ưu vận hành, hệ thống giảm khoảng 40-42% chi phí điện mỗi tháng, qua đó giúp các nhà đầu tư trạm sạc thu hồi vốn nhanh hơn. Bằng cách tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng xanh, trạm sạc thông minh có thể giảm tới 85% lượng khí thải nhà kính từ các trạm sạc. Người dùng cuối sẽ được hưởng dịch vụ sạc chất lượng cao, giá linh hoạt tùy theo thời điểm. Nhóm nghiên cứu kỳ vọng hệ thống trạm sạc thông minh sẽ thúc đẩy mạnh mẽ tốc độ chuyển đổi sang xe điện của cộng đồng.

Điểm đặc biệt của hệ thống là nền tảng Digital Twin (bản sao kỹ thuật số) tạo ra một mô phỏng ảo hoàn chỉnh của hệ thống trạm sạc vật lý để thử nghiệm trước khi quyết định đầu tư trạm sạc. Nền tảng sẽ mô phỏng và tính toán công suất của các cụm trạm trong khu vực, cùng dữ liệu lịch sử di chuyển các phương tiện, từ đó, đưa ra phân tích mỗi khu vực cần thêm bao nhiêu trạm sạc để đáp ứng đủ nhu cầu dân cư và khuyến nghị các vị trí, số lượng triển khai thêm các mô hình năng lượng xanh (điện mặt trời, điện gió) để đạt hiệu quả vận hành tối ưu nhất.

Theo ông Tô Lãng, Giám đốc điều hành Công ty cổ phần công nghệ Volterra, hệ thống này phù hợp để tích hợp vào các trạm sạc xe điện hiện có thành các trạm sạc thông minh. Các trạm sạc xe điện truyền thống hiện chỉ thực hiện được chức năng cung cấp năng lượng điện cho xe, mà không kiểm soát được mạng lưới điện chung đang dư thừa hay quá tải. Vào giờ cao điểm, nhiều xe cùng sạc tại một trạm khiến phụ tải lưới điện tăng đột biến, chi phí sạc tăng cao, trong khi ở những khung giờ thấp điểm, hạ tầng bị bỏ trống, gây lãng phí nguồn lực.

“Mục tiêu trước mắt đến 2030, chúng tôi chuyển đổi từ 30-50% thị phần tổng số cổng sạc tại Việt Nam từ mô hình trạm sạc cũ sang mô hình trạm sạc thông minh, đồng thời đưa công nghệ này tới các quốc gia khác trong khu vực" - ông Lãng chia sẻ.