IEEE VTS Motor Vehicle Challenge 2027: Tìm giải pháp tiết kiệm năng lượng cho xe tự hành

Ngành giao thông vận tải đang đẩy mạnh chuyển đổi theo hướng giảm phát thải carbon và phát triển các hệ thống giao thông đô thị bền vững. Trong quá trình này, những công nghệ như lái xe tự động, điều khiển chuyển động, quản lý năng lượng và truyền tải điện không dây động được xem là các hướng phát triển quan trọng.

Tuy nhiên, việc tích hợp những công nghệ trên vào phương tiện giao thông đặt ra nhiều thách thức, đòi hỏi sự phối hợp giữa các lĩnh vực như điện, ô tô, điều khiển, cơ khí và kỹ thuật vật liệu. Đây cũng là cơ sở để cuộc thi IEEE VTS Motor Vehicle Challenge 2027 (MVC2027) lựa chọn chủ đề “Quản lý hiệu quả năng lượng và vận hành an toàn cho các phương tiện mặt đất đa cơ cấu trên đường DWPT”.

Chủ đề của IEEE VTS 2027 là thúc đẩy sự hiểu biết về các hệ thống di động điện tử trong tương lai và nhấn mạnh sự cần thiết phải giải quyết các vấn đề liên quan đến năng lượng của chúng thông qua cách tiếp cận liên ngành.

Theo nội dung cuộc thi, ban tổ chức cung cấp cho người tham gia một trình mô phỏng mô tả động lực học của phương tiện sử dụng động cơ đặt trong bánh xe, được phát triển và sử dụng tại Đại học Tokyo. Phương tiện được giả định vận hành tự động trên các tuyến đường tích hợp hệ thống truyền tải điện không dây động (DWPT).

Trong điều kiện vận hành thực tế, phương tiện có thể gặp những thay đổi đột ngột về ma sát mặt đường do thời tiết, cũng như các nhiễu loạn khó dự đoán như gió ngang mạnh. Những yếu tố này ảnh hưởng đến độ ổn định, khả năng kiểm soát phương tiện và hiệu quả sử dụng năng lượng, đòi hỏi hệ thống điều khiển phải thích ứng linh hoạt với các điều kiện thay đổi.

MVC2027 và những yêu cầu đặt ra

MVC2027 mời các đội tham gia phát triển chiến lược điều khiển tích hợp, phối hợp ba yếu tố gồm phân bổ mô-men xoắn động cơ, điều khiển dòng điện trục d và góc lái bánh trước. Giải pháp được đề xuất cần đồng thời đáp ứng bốn mục tiêu.

Thứ nhất, nâng cao hiệu quả hệ thống truyền động thông qua giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng.

Thứ hai, bảo đảm lực kéo an toàn bằng cách điều chỉnh tỷ lệ trượt bánh xe, qua đó hỗ trợ duy trì khả năng bám đường và kiểm soát phương tiện.

Thứ ba, tối đa hóa lượng năng lượng tiếp nhận từ hệ thống DWPT, góp phần nâng cao hiệu quả khai thác hạ tầng truyền tải điện không dây khi xe đang di chuyển. Cuối cùng, cải thiện sự thoải mái cho người ngồi trên xe bằng cách giảm độ lệch của gia tốc ngang.

Các mục tiêu này đặt ra yêu cầu cân bằng giữa tiết kiệm năng lượng, độ an toàn, khả năng khai thác hạ tầng và chất lượng vận hành. Vì vậy, bài toán không chỉ tập trung vào tối ưu một thông số riêng lẻ mà hướng tới giải pháp điều khiển phối hợp nhiều hệ thống trong cùng một phương tiện.

Thông qua thử thách, MVC2027 hướng tới thúc đẩy nghiên cứu các hệ thống di chuyển điện trong tương lai, đồng thời nhấn mạnh vai trò của cách tiếp cận liên ngành trong giải quyết các vấn đề về năng lượng và vận hành phương tiện.

Trước đó, MVC2026 với chủ để "Thiết kế hệ truyền động và chiến lược quản lý năng lượng cho xe tải đông lạnh". Để tham gia cuộc thi này các đội phải giải quyết 2 vấn đề: Thiết kế hệ truyền động cho xe tải đông lạnh chạy điện hai động cơ, có khả năng vận chuyển 10 tấn thực phẩm đông lạnh và duy trì nhiệt độ hàng hóa ở mức -18°C; xây dựng chiến lược quản lý năng lượng thông qua việc lựa chọn động cơ và bộ pin phù hợp, đồng thời tối ưu kế hoạch sạc trong hành trình.

Việt Nam có đội Đội BKAUTO của Trường Cơ Khí (HUST) xuất sắc đạt giải Nhất cuộc thi.

Các thí sinh của Đội BKAUTO nhận giải Nhất MVC2026