Giảng viên Bách khoa Hà Nội công bố 38 bài báo khoa học về nghiên cứu truyền điện không dây

Cách đây 10 năm, giảng viên Trường Điện – Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội - Nguyễn Kiên Trung - đạt được học bổng NCS tại Nhật Bản, theo đuổi hướng nghiên cứu mới, nhiều tiềm năng: Truyền điện không dây. Nghiên cứu của anh hướng vào thị trường sạc cho ô tô điện, đã công bố 38 bài báo khoa học trên các hội thảo và tạp chí khoa học uy tín trong và ngoài nước, nhận được sự quan tâm của cộng đồng khoa học thế giới.

Xác định con đường nghiên cứu sẽ lâu dài bởi hiện tại, hạ tầng cơ sở vật chất và nguồn lực để phát triển công nghệ này ở Việt Nam chưa đáp ứng ngay được, TS. Nguyễn Kiên Trung đã rất sáng tạo khi ứng dụng kết quả nghiên cứu với những sản phẩm giúp ích cho đời sống; cùng đó, truyền đam mê nghiên cứu cho những thế hệ kỹ sư, thạc sĩ, tiến sĩ tốt nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội, được các tập đoàn, doanh nghiệp lớn mong đợi, săn đón.

TS. Nguyễn Kiên Trung và các sinh viên lab APES giới thiệu công nghệ sạc không dây động với các học sinh THPT tham gia Chương trình lab tour của Viện Điện (nay là Trường Điện - Điện tử), năm 2018

Nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Kiên Trung gồm khoảng 15 người, với “nhân lực” chính là các giảng viên Trường Điện – Điện tử: PGS. Trần Trọng Minh – Trưởng nhóm chuyên môn Điện tử công suất; TS. Nguyễn Kiên Trung cùng các sinh viên năm 3, năm 4, năm 5 và các học viên cao học Đại học Bách khoa Hà Nội; TS. Nguyễn Thị Điệp – Trường Đại học Điện lực, trước đây được PGS. Trần Trọng Minh hướng dẫn, đã bảo vệ thành công luận án TS với đề tài này; NCS Trần Đức Hiệp – Giảng viên trường ĐH Công nghiệp Hà Nội. Mỗi khóa sinh viên, học viên, NCS dưới sự hướng dẫn của các thầy giáo Đại học Bách khoa Hà Nội - lại giải quyết/cải thiện một vấn đề còn tồn tại của nghiên cứu, xây dựng hệ thống ngày càng hoàn thiện.

Song song nghiên cứu đề tài truyền điện không dây, TS. Nguyễn Kiên Trung còn theo đuổi một số hướng nghiên cứu khác như: Hệ thống quản lý năng lượng pin; Hệ thống sạc pin thông minh; Hệ thống nguồn 400Hz cho máy bay GPU và các thiết bị quân sự; Các bộ biến đổi DC/DC ứng dụng cho các thiết bị nguồn viễn thông); Hệ thống nguồn phát tia plasma lạnh ứng dụng trong y tế.

Nghiên cứu đón đầu xu hướng mới

Hiện sử dụng ô tô điện là xu hướng mới, đang bắt đầu ở Việt Nam. Muốn sạc ô tô điện phải có trạm sạc cắm dây. Tuy nhiên, sạc cắm dây tồn tại một số nguy cơ gây mất an toàn, sử dụng không thuận tiện nên các nhà khoa học đang phát triển công nghệ sạc không dây, tự động hóa quá trình sạc điện. Có thể hình dung đi ô tô về nhà, chỉ cần vào chỗ đỗ là xe được sạc một cách tự động. Có các trạm sạc không dây ở các khu đỗ xe công cộng hoặc ở cơ quan, khi đó xe điện sẽ tự động được sạc khi cần thiết mà người sử dụng không cần quan tâm đến vấn đề sạc pin nữa. Đây là hệ thống sạc không dây tĩnh - Sạc lúc xe đứng yên. Công nghệ này hiện nay đã tương đối hoàn thiện. Một số doanh nghiệp đã có sản phẩm thương mại bán ngoài thị trường.

Tuy nhiên, khi chia sẻ về công nghệ sạc không dây mới nhất, hiện đang trong quá trình thử nghiệm ở một số nước tiên tiến trên thế giới, TS. Nguyễn Kiên Trung hào hứng hơn hẳn. Có lẽ đây mới là niềm đam mê của thầy giáo Bách khoa Hà Nội, khi nghiên cứu “cháy” nhất giới khoa học đang được “lật xới” tại phòng thí nghiệm của Đại học Bách khoa Hà Nội – công nghệ sạc không dây động.

Theo TS. Nguyễn Kiên Trung, hiện các nhà khoa học đang nghiên cứu phát triển công nghệ sạc khi xe đang di chuyển – Công nghệ sạc không dây động. Sạc như vậy sẽ kéo dài thời gian di chuyển của ô tô, chỉ cần chạy trên quãng đường có lắp hệ thống truyền điện dưới mặt đường, xe sẽ tự động được sạc, có thể đi tiếp một quãng đường dài hơn mà không cần dừng lại, làn đường sạc này có thể phục vụ nhiều xe điện trong cùng thời điểm.

Chi phí đầu tư ban đầu cho công nghệ sạc không dây động không nhỏ, thường là chính phủ hoặc các tập đoàn lớn mới đủ nguồn lực để đầu tư. Hiện tại các nước phát triển như ở Mỹ, Đức, Anh, Israel, công nghệ sạc không dây động đang trong quá trình thử nghiệm trên những đoạn đường khoảng 1 km. Ở Hàn quốc, công nghệ này cũng đã được thử nghiệm để sạc cho xe bus điện khi ra vào các trạm dừng đón khách, nhờ đó có thể giảm đáng kể dung lượng pin cần thiết cho xe.

Cá nhân TS. Nguyễn Kiên Trung nghiên cứu đề tài này tương đối sớm, khi anh làm NCS tại Nhật từ năm 2013 đến năm 2017. Về công tác tại Đại học Bách khoa Hà Nội, anh tiếp tục theo đuổi đề tài với những đồng nghiệp cùng chí hướng cho đến bây giờ. Những đóng góp của anh và nhóm được ghi nhận trên thế giới và tại Việt Nam qua 38 bài báo khoa học được công bố trên các hội thảo và tạp chí khoa học uy tín trong nước và quốc tế. như: Transaction on Power electronic; IEEJ Journal of Industry Application; Journal of power electronic; Chuyên san đo lường, điều khiển và tự động hóa; Tạp chí nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự; Journal of science and technology; Technical universities; Các hội thảo uy tín trong ngành trên thế giới như: ECCE, ECCE ASIA; hội thảo VCCA do Hội Tự động hóa tổ chức.

TS. Kiên Trung chia sẻ: “Quá trình nghiên cứu luôn là giao lưu, trao đổi, phát triển trên nền của nhau. Khi làm nghiên cứu này, chúng tôi luôn phải tìm đọc, tham khảo rất nhiều các nghiên cứu, thử nghiệm khác trên thế giới, xem các nhà khoa học đang làm gì, làm đến đâu rồi, còn tồn tại vấn đề gì cần giải quyết… Nghiên cứu của chúng tôi là tìm ra các vấn đề còn tồn tại và sau đó chọn và giải quyết vấn đề, đóng góp cho cộng đồng khoa học. Khi chúng tôi giải quyết bài toán đó rồi thì công bố để cộng đồng khoa học cùng biết, họ sẽ cải tiến kết quả nghiên cứu cho tốt hơn nữa, hoặc sẽ chọn một bài toán khác để giải quyết. Một công nghệ mới muốn phát triển và hoàn thiện cần sự đóng góp của rất nhiều các nhà khoa học trên thế giới, đặc biệt là những công nghệ cao, phức tạp như sạc không dây động”.

Khi nhóm nghiên cứu TS. Nguyễn Kiên Trung được các tạp chí uy tín quốc tế chấp nhận đăng bài báo khoa học, rất nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm gửi email tâm huyết trao đổi, anh có thêm khá nhiều bạn bè trong giới học thuật qua những trao đổi qua lại này. Tại các hội thảo của Hội tự động hóa Việt Nam, trên các tạp chí trong nước, TS. Kiên Trung và nhóm nghiên cứu nhận được nhiều quan tâm và ủng hộ của các nhà khoa học trong nước.

“Trong nhóm tôi đào tạo, có 4 bạn đang làm tiến sĩ ở nước ngoài, tiếp tục hướng nghiên cứu mà chúng tôi đang làm ở Bách khoa Hà Nội. Hy vọng sau khi làm xong TS, các bạn quay trở về Bách khoa Hà Nội hoặc các trường ĐH ở Việt Nam, đóng góp cho nghiên cứu càng phát triển. Tôi chưa tìm được nhà khoa học tại Việt Nam nghiên cứu về đề tài này. Tôi rất mong trong nước có nhiều người nghiên cứu về công nghệ sạc không dây động, để có một cộng đồng cùng trao đổi, phát triển công nghệ” – TS.  Nguyễn Kiên Trung bày tỏ.

Sinh viên nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Kiên Trung demo hệ thống sạc không dây động cho Chương trình trải nghiệm đại học phục vụ học sinh THPT tìm hiểu về các  Khoa/Viện/PTN Đại học Bách khoa Hà Nội (2019)

Một mình một đường, nhiều người đặt câu hỏi với TS. Nguyễn Kiên Trung tại sao không đăng ký bản quyền, đăng ký sở hữu trí tuệ với công nghệ sạc không dây động? TS. Nguyễn Kiên Trung giải thích: Khi đăng ký sở hữu trí tuệ, đề tài nghiên cứu phải có tiềm năng thương mại hóa cao. Tuy nhiên, tôi cho rằng công nghệ sạc không dây động tiềm năng thương mại hóa tại Việt Nam ở thời điểm này chưa cao, có thể là 10 - 15 năm nữa mới phát triển.  Hiện sạc không dây không phải là thiết yếu cho xe điện mà là tiện ích tăng thêm. Thiết yếu cho xe điện là các thiết bị sạc có dây hiện nay đang được doanh nghiệp sản xuất ô tô điện tại Việt Nam lắp đặt.

Chưa thương mại hóa được đúng như mong muốn, nhưng TS. Nguyễn Kiên Trung và nhóm nghiên cứu rất linh hoạt khi đang thương mại hóa nghiên cứu truyền điện không dây của mình trong những ứng dụng khác phù hợp. Như phát triển công nghệ sạc không dây động cho các xe tự hành trong các nhà máy. Xe chạy tự động chạy bằng pin, nếu hết pin thì phải dừng lại sạc. Một nhà máy nếu dùng 10 xe tự hành thì phải mua 15 chiếc để thay phiên nhau. TS. Nguyễn Kiên Trung đã áp dụng công nghệ sạc không dây động vào xe tự hành, để trong lúc xe làm việc thì cũng được sạc luôn, doanh nghiệp không phải tốn tiền mua thêm xe tự hành hoặc pin “sơ cua” nữa và việc sạc cho xe tự hành cũng đơn giản hơn.  Hay như việc nhóm nghiên cứu áp dụng công nghệ truyền điện không dây vào bình nước nóng để cách li nguồn điện, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người sử dụng. Sản phẩm đã được doanh nghiệp thương mại hóa, vượt qua khâu thử nghiệm, đang trong quá trình lên kế hoạch kinh doanh, khảo sát thị trường.

TS. Nguyễn Kiên Trung và nhóm nghiên cứu đang rất phấn khởi khi thời gian tới, nhóm sẽ có nhiều đột phá với sự đầu tư về cơ sở vật chất rất mạnh mẽ tại Đại học Bách khoa Hà Nội. Hiện hệ thống sạc không dây động ở phòng thí nghiệm cũ đã nghiên cứu và giải quyết xong những vấn đề cơ bản. Muốn giải quyết những bài toán phức tạp hơn đòi hỏi phải có hệ thống hiện đại hơn. TS. Nguyễn Kiên Trung và nhóm đang xây dựng hệ thống sạc không dây động hiện đại tại Phòng thí nghiệm Điện tử công suất do Dự án Nâng cao chất lượng giáo dục đại học (SAHEP) đầu tư. Với hệ thống này, thay vì phải di chuyển bằng tay mô phỏng xe chạy trên làn đường, nhóm làm mô phỏng xe chạy với tốc độ cao hơn, tự động di chuyển qua lại để có thể thử nghiệm nhiều thuật toán điều khiển hơn.

Niềm vui của thầy giáo Bách khoa Hà Nội

TS. Nguyễn Kiên Trung chia sẻ anh yêu Bách khoa Hà Nội từ hồi còn học THPT. Anh là sinh viên K48, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội (nay là Đại học Bách khoa Hà Nội). Tốt nghiệp với tấm bằng loại Giỏi, anh được Nhà trường giữ lại làm công tác giảng dạy và tiếp tục học thạc sĩ, bảo vệ sớm hơn 6 tháng so với thời gian quy định. Những năm tiếp theo, anh Trung được Bộ môn cử đi đào tạo tại Australia để phục vụ cho chương trình đào tạo tiên tiến dạy và học bằng tiếng Anh tại Bách khoa Hà Nội. Đây cũng là một cơ hội tốt để anh bước tiếp chặng đường nghiên cứu sinh.

Sau chương trình đào tạo tại Úc, năm 2013, anh Kiên Trung đã xin được học bổng đi làm nghiên cứu sinh tại Nhật Bản, bảo vệ luận án sớm hơn 1 năm so với kế hoạch. Giáo sư hướng dẫn người Nhật rất yêu quý cậu học trò Kiên Trung, tha thiết giữ anh ở lại Nhật làm việc cùng thầy. Giữ lời hứa với thầy trước đó, anh làm việc cùng giáo sư 1 năm.

Hướng nghiên cứu của anh Trung và của giáo sư bổ trợ cho nhau rất tốt. Hàng năm, có thành viên, sinh viên nước ngoài đến lab, giáo sư đều giao anh Trung hướng dẫn, đào tạo. Vị giáo sư người Nhật muốn anh Trung ở lại làm việc lâu dài, nhưng tình yêu với người Bách khoa – vợ anh là bạn đồng khóa đại học, tình yêu với ngôi trường Bách khoa, lời hứa sẽ trở lại Bách khoa, đam mê chia sẻ kiến thức như các thầy cô giáo của mình đã khiến anh Trung bỏ lại những cơ hội hợp tác và mức lương ngất ngưởng ở Nhật, bỏ lại những lời mời chào của nhiều tập đoàn lớn ở Việt Nam, TS. Nguyễn Kiên Trung trở về Bách khoa Hà Nội.

Về nước tại thời điểm các nhà khoa học Việt Nam còn khó khăn xoay xở chuyện “cơm áo gạo tiền”, anh Trung đã rất linh hoạt kết nối và hẹn gặp nhiều lãnh đạo các doanh nghiệp, đề xuất hợp tác, cố gắng chọn những đề tài tương đồng với những gì anh muốn nghiên cứu. Doanh nghiệp đồng ý đầu tư, anh Trung tổ chức cho sinh viên, học viên làm nghiên cứu, đăng ký các đề tài nghiên cứu cấp trường. Thế là thầy trò có vừa có cơ hội học hỏi, vừa có kinh phí xây hệ thống thí nghiệm, thực nghiệm để triển khai các nghiên cứu. Rồi khó khăn khách quan cũng dần qua để nhà khoa học – thầy giáo Bách khoa được toàn tâm toàn ý tập trung cho công việc nghiên cứu, giảng dạy của mình. Từ APES lab (Advanced power electronic systems laboratory lab) của TS. Trung có khoảng 90 sinh viên đã ra trường, đang đi làm tại các doanh nghiệp và 35 sinh viên đang làm việc tại lab.

Trong nghiên cứu lĩnh vực truyền điện không dây, TS. Nguyễn Kiên Trung và nhóm nghiên cứu luôn tự hào đã có những phát kiến, cải tiến đóng góp chung để công nghệ hoàn thiện. Nhóm nghiên cứu vẫn tiếp tục có những sáng kiến, cải tạo áp dụng vào hệ thống, đóng góp cho sự phát triển chung của lĩnh vực truyền điện không dây, cho nền khoa học thế giới nói chung. Cùng đó là những đóng góp về mặt đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao. Một đề tài nghiên cứu khoa học đa ngành như vậy rất tốt cho việc đào tạo. Công nghệ sạc điện không dây cần áp dụng rất nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau trong chuyên ngành đào tạo về Điện, về Tự động hóa của TS. Nguyễn Kiên Trung, khi sinh viên, học viên, NCS làm nghiên cứu với các thầy, các em sẽ được vận dụng tất cả các kiến thức được học trong chuyên ngành để giải quyết các vấn đề cụ thể trong thực tế.

Rất nhiều sinh viên, học viên từ nhóm nghiên cứu TS. Nguyễn Kiên Trung tốt nghiệp được mời chào, săn đón làm việc tại Tập đoàn Vinfast, Viettel làm nghiên cứu và phát triển công nghệ mới. Nhận được các cuộc gọi điện từ doanh nghiệp: “Anh ơi, kỳ này có sinh viên Bách khoa Hà Nội nào tốt nghiệp không, giới thiệu ngay cho em”, hay mở email thấy các giáo sư nước ngoài hỏi: “Đợt này có sinh viên, học viên Bách khoa nào muốn đi không, giới thiệu sang đây nhé!”, TS. Trung hạnh phúc lắm. Được chia sẻ kiến thức, truyền lửa đam mê nghiên cứu sáng tạo chính là lý do anh yêu thích và chọn làm thầy giáo Bách khoa!

Hiện tại, TS. Nguyễn Kiên Trung tập trung duy trì vừa nghiên cứu, vừa hợp tác với doanh nghiệp để hai mảng bổ trợ cho nhau, hỗ trợ sinh viên, học viên cùng nghiên cứu, thí nghiệm, thực nghiệm. “Kết hợp như vậy mới bền vững, dài hơi. Tôi nghĩ con đường của mình dài nên luôn có kế hoạch cho nó, có thể chậm hơn người khác một chút nhưng chắc chắn nó sẽ diễn ra vào đúng thời điểm thích hợp. Tôi luôn đặt ra mục tiêu, kế hoạch rõ ràng và cứ thế kiên định đi theo.” Thầy giáo đam mê nghiên cứu khoa học chia sẻ con đường tiếp theo của mình.
 

“Hồi làm NCS ở Nhật Bản, lúc làm thí nghiệm hệ thống sạc không dây động truyền được điện cho mô hình xe chạy trên đường, tôi vui sướng muốn vỡ òa luôn. Khi về Bách khoa Hà Nội, hướng dẫn các sinh viên làm thành công hệ thống phức tạp hơn, truyền được điện không dây, thấy các em ôm nhau hét lên vui sướng, tôi thật sự hạnh phúc. Có lẽ đó chính là động lực để tôi luôn thấy mình hợp với nghề làm thầy giáo, là cảm hứng để chúng tôi vượt qua nhiều thử thách, nuôi đam mê theo đuổi nghiên cứu truyền điện không dây tại Việt Nam” – TS. Nguyễn Kiên Trung – Giảng viên Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách khoa Hà Nội