Startup từ phòng lab VinUni phát triển “bộ não” điều phối mạng lưới sạc xe điện

Lời giải cho bài toán phụ tải điện

Trong Tầm nhìn 2030, VinUni đặt ra mục tiêu các chương trình nghiên cứu của trường sẽ tham gia giải quyết 100 thách thức khoa học công nghệ thực tiễn. Trong đó, một trong những thách thức nổi bật của Việt Nam hiện nay là cần có lời giải cho mạng lưới điện khi số lượng phương tiện chạy pin tăng nhanh.

Xe điện giúp giảm phát thải và cải thiện chất lượng không khí, sức khỏe cộng đồng. Nhưng nếu hạ tầng sạc phụ thuộc hoàn toàn vào lưới điện, áp lực vào các khung giờ cao điểm sẽ ngày càng lớn. Trong khi đó, việc mở rộng lưới điện chỉ để đáp ứng những “đỉnh nhu cầu” ngắn hạn, lại đòi hỏi chi phí đầu tư rất lớn và dễ dẫn tới lãng phí nguồn lực.

Dự án Volterra giành Giải Á quân tại Cuộc thi Tìm kiếm Tài năng Khởi nghiệp Đổi mới Sáng tạo Quốc gia TECHFEST Việt Nam 2025

Từ nghịch lý này, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Laurent El Ghaoui - Phó Hiệu trưởng phụ trách Nghiên cứu và Đổi mới Sáng tạo, Giám đốc khoa học Trung tâm Trí tuệ Môi trường VinUni, và các cộng sự đã đặt ra câu hỏi cốt lõi: làm thế nào để xây dựng một giải pháp sạc vừa không phụ thuộc quá nhiều vào lưới điện, vừa đảm bảo tính kinh tế và khả năng mở rộng trong điều kiện thực tế của nước ta?

Để giải bài toán này, nhóm nghiên cứu tích hợp hệ thống pin thu năng lượng và lưu trữ năng lượng (BESS) vào các trạm sạc. Toàn bộ hệ thống được vận hành trên nền tảng tích hợp trí trí tuệ nhân tạo và mô phỏng số (AI và Digital Twin), giúp mô phỏng các kịch bản, dự báo và tối ưu vận hành trạm sạc theo thời gian thực. Trên nền tảng đó, các thuật toán tối ưu đa tầng, quản lý tải động và lý thuyết trò chơi được áp dụng để giải quyết đồng thời hai lớp bài toán: tối ưu hóa năng lượng và hành vi người dùng.

Quan trọng hơn, theo TS. Đỗ Danh Cường - Trưởng nhóm nghiên cứu, Volterra có khả năng điều phối hoạt động trạm sạch ở quy mô toàn mạng lưới. Khi một trạm đang tiệm cận ngưỡng tải, hệ thống sẽ tự động phân bổ nhu cầu sang các trạm khác còn dư công suất, hoặc khuyến khích người dùng sạc vào khung giờ phù hợp hơn thông qua các kịch bản giá và dịch vụ.

Các kịch bản mô phỏng tại Việt Nam cho thấy, giải pháp của Volterra có thể giúp giảm tới 40% chi phí vận hành, nâng hiệu quả đầu tư lên gấp 3 lần, đồng thời cắt giảm đáng kể phát thải khí nhà kính khi kết hợp với năng lượng tái tạo.

TS. Đỗ Danh Cường (áo xanh) - Trưởng nhóm nghiên cứu giới thiệu mô hình thí nghiệm về năng lượng mặt trời

Chỉ 6 tháng để thương mại hóa một sản phẩm công nghệ

Khi “điểm nghẽn” lớn nhất đã được khoa học khai thông, câu chuyện kinh doanh cũng bắt đầu hình thành. Trung tâm Khởi nghiệp (ELAB) của VinUni đã đưa những sinh viên đam mê khởi nghiệp tham gia vào quá trình nghiên cứu và khảo sát thị trường bổ sung cho sản phẩm khoa học của Volterra những góc nhìn đa chiều từ thực tế. Cùng lúc đó, bộ nhóm nghiên cứu cũng trở thành một bộ phận phát triển trong lòng công ty khởi nghiệp, tạo thành một dự án “spin-off” hoàn chỉnh.

Trong hệ sinh thái đổi mới sáng tạo, “spin-off” là mô hình doanh nghiệp được hình thành từ các kết quả nghiên cứu học thuật, được phát triển nhằm chuyển giao tri thức và công nghệ từ trường đại học ra thị trường và xã hội.

Nhờ đó, trong Volterra hình thành nên 2 vòng lặp tuần hoàn, song hành và nuôi dưỡng lẫn nhau. Vòng lặp đầu tiên là phát triển nghiên cứu. Vòng lặp thứ hai là vận hành kinh doanh. Mỗi bước tiến ở một vòng lặp đều tạo động lực cho vòng còn lại, hình thành một chu trình liên tục từ phòng thí nghiệm ra thực tế và từ thực tế quay trở lại bàn nghiên cứu.

Chính cấu trúc ấy tạo nên bản sắc của Volterra như một dự án “spin-off” đúng nghĩa: nơi khoa học không đứng ngoài thị trường, còn kinh doanh cũng không tách rời chiều sâu học thuật.

Trạm sạc xe điện thông minh thử nghiệm được xây dựng và triển khai trong thực tế khuôn viên trường Đại học VinUni

Cùng quan điểm, GS. Laurent - nhà khoa học thuộc top 2% được trích dẫn nhiều nhất thế giới, cho biết, với ông, ý nghĩa quan trọng nhất của khoa học là tạo ra tác động tích cực. “Vì vậy, hãy bắt đầu bằng những nghiên cứu có khả năng thương mại hóa để tạo lòng tin trong cộng đồng. Tôi cũng tin rằng thương mại hóa, đổi mới, khởi nghiệp, tất cả những điều đó đều rất quan trọng và nên được áp dụng ngay từ giai đoạn đầu của các dự án nghiên cứu”, ông nói.

Đến nay, sau nửa năm, từ nền tảng công nghệ lõi, Volterra đã phát triển thành công ba dòng sản phẩm: trạm sạc cố định, trạm sạc linh hoạt và robot sạc tự động. Mỗi dòng sản phẩm có những ưu thế riêng, phản ánh cách tiếp cận đa dạng và thực tế của một dự án “spin-off”.

Chỉ 6 tháng để thương mại hóa một sản phẩm công nghệ không phải là khoảng thời gian dài. Việc Volterra có thể nhanh chóng bước ra thị trường phần lớn đến từ những đổi mới trong chính sách tiếp cận và khai thác các sáng kiến khoa học của VinUni - từ việc mở rộng quyền khai thác thương mại cho các kết quả nghiên cứu đến cơ chế đồng hành cùng doanh nghiệp trong quá trình phát triển sản phẩm.

Hệ thống pin trữ điện và hộp điều khiển trung tâm của trạm sạc

“Một sản phẩm có chiều sâu khoa học, sở hữu công nghệ lõi được nghiên cứu và phát triển tại một trường đại học hàng đầu sẽ có tiềm năng cạnh tranh và tạo ảnh hưởng xã hội lâu bền hơn rất nhiều”, anh Tô Văn Lãng (CEO Volterra) bày tỏ.

Hiện nay, Volterra đã bước vào vận hành như một doanh nghiệp thực thụ. Giống như mọi startup khác, doanh nghiệp sẽ phải trải qua những phút “đi trên dây” trước các biến động thị trường. Thế nhưng chính sự “không chắc chắn” ấy lại là minh chứng rõ ràng nhất cho tinh thần của một “spin-off” khi các nghiên cứu hàn lâm dám rời khỏi “tháp ngà” để bước ra cống hiến cho cộng đồng xã hội, và tri thức khoa học dám chọn thị trường sôi động để mài sắc những ý tưởng tinh hoa./.