Nghiên cứu, thiết kế, thi công mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34

Đồ án nghiên cứu thiết kế thi công mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34 tại ĐH SPKT TPHCM

• Tác giả: Lê Bảo Hưng
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thành Tuyên
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô
• Đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, thi công mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34

Xe ô tô điện VinFast VF e34 đánh dấu bước ngoặt công nghệ lớn tại Việt Nam. Phương tiện sử dụng hệ thống truyền động điện EDS hiện đại. Trọng tâm của hệ thống là khối động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu PMSM. Thiết bị tích hợp hộp điều khiển trung tâm 3 trong 1 tiên tiến. Hộp này bao gồm bộ chuyển đổi DC-DC, bộ sạc Onboard Charger và bộ phân phối nguồn PDU. Nhu cầu đào tạo kỹ thuật viên xe điện tăng trưởng rất nhanh. Do đó, việc nghiên cứu thiết kế mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34 trở nên cấp thiết. Thiết bị hỗ trợ người học nắm vững cấu trúc cơ điện phức tạp. Sinh viên có thể trực tiếp quan sát các chi tiết stator, rotor và đường truyền công suất. Hệ thống cung cấp giáo cụ trực quan cho các trường đại học chuyên ngành kỹ thuật ô tô. Mô hình đáp ứng tiêu chuẩn kiểm định an toàn điện áp cao khắt khe. Các cơ sở giáo dục dễ dàng chuyển giao kiến thức xe điện vào chương trình giảng dạy. Thiết bị góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cho ngành công nghiệp ô tô xanh tại Việt Nam.

1.1. Cấu trúc hệ thống truyền động điện EDS VinFast VF e34

Hệ thống truyền động điện EDS trên xe VinFast VF e34 tích hợp ba cụm chi tiết cơ bản. Khối động cơ chính sử dụng công nghệ xoay chiều ba pha công suất cao. Bộ biến tần Inverter nhận điện áp một chiều và chuyển đổi thành điện áp xoay chiều điều khiển Stator. Cụm hộp giảm tốc đồng trục truyền trực tiếp mô-men xoắn tới hai bánh xe trước. Cấu trúc này giúp tối ưu hóa không gian lắp đặt dưới nắp ca-pô. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng duy trì nhiệt độ vận hành ổn định cho các cuộn dây. Các cảm biến vị trí Resolver liên tục phản hồi góc quay Rotor về máy tính điều khiển. Toàn bộ thiết kế đảm bảo hiệu suất năng lượng đạt mức cao nhất.

1.2. Vai trò của mô hình đào tạo thực hành ô tô điện

Mô hình thực hành thu hẹp khoảng cách giữa lý thuyết kỹ thuật và thực tiễn sản xuất. Thiết bị cho phép sinh viên tiếp cận cấu tạo động cơ mà không gặp nguy hiểm điện cao áp. Bảng điều khiển tích hợp đồng hồ đo và cổng chẩn đoán dữ liệu chuẩn OBD. Người học có thể đo đạc dạng sóng điện áp, dòng điện và tín hiệu cảm biến. Quá trình mô phỏng các trạng thái vận hành diễn ra an toàn trong xưởng thực hành. Giảng viên dễ dàng xây dựng giáo án trực quan về bảo dưỡng hệ truyền động điện. Thiết bị tạo nền tảng vững chắc cho sinh viên trước khi tiếp cận xe thực tế ngoài thị trường.

II. Phân tích khó khăn khi đào tạo động cơ VinFast VF e34

Việc đào tạo kỹ thuật xe điện hiện nay gặp nhiều rào cản thực tế. Động cơ VinFast VF e34 hoạt động ở dải điện áp cao hàng trăm vôn. Mức điện áp này tiềm ẩn rủi ro điện giật nguy hiểm cho người học thiếu kinh nghiệm. Các hệ thống truyền động điện khép kín khiến việc quan sát cấu trúc cơ khí bên trong gặp trở ngại. Cụm điều khiển 3 trong 1 tích hợp mạch điện tử công suất rất phức tạp. Tài liệu kỹ thuật chi tiết của nhà sản xuất thường bị hạn chế do yêu cầu bản quyền công nghệ. Thiết bị đo kiểm chuyên dụng cho xe điện có chi phí đầu tư rất lớn. Các trường đào tạo khó trang bị xe nguyên chiếc cho từng nhóm sinh viên thực hành. Ngoài ra, việc can thiệp trực tiếp vào dây chuyền điện cao áp của xe hoàn chỉnh dễ gây hỏng hóc linh kiện đắt tiền. Sự thiếu hụt mô hình mổ xẻ và bàn thí nghiệm chuyên biệt làm giảm tính trực quan của bài giảng. Người học gặp khó khăn khi phân tích các mã lỗi liên quan đến mạng giao tiếp CAN Bus. Những hạn chế này đòi hỏi một giải pháp chế tạo mô hình dạy học tối ưu.

2.1. Rủi ro an toàn điện áp cao trong thực hành kỹ thuật

Hệ thống pin động lực trên xe điện duy trì điện áp trên 300V một chiều. Mức năng lượng này vượt xa ngưỡng an toàn điện cho người tiếp xúc trực tiếp. Trong môi trường học đường, kỹ năng xử lý an toàn của sinh viên chưa thuần thục. Việc chạm nhầm cáp điện màu cam dẫn tới nguy cơ điện giật hoặc bỏng hồ quang. Quá trình phóng điện đột ngột có thể phá hủy dụng cụ đo lường chuyên dụng. Bên cạnh đó, việc ngắt nguồn pin cao áp đòi hỏi quy trình khóa cách ly nghiêm ngặt. Thiếu thiết bị bảo hộ chuẩn hóa càng làm tăng mức độ rủi ro trong phòng thí nghiệm. Do đó, mô hình đào tạo cần loại bỏ hoàn toàn nguy cơ rò điện.

2.2. Sự phức tạp trong cấu trúc động cơ đồng bộ PMSM

Động cơ PMSM của VinFast VF e34 tích hợp công nghệ từ trường tiên tiến. Phần stator dùng cuộn dây phân tán quấn với mật độ dày đặc và độ chính xác cao. Rotor trang bị các khối nam châm vĩnh cửu tạo từ thông cực mạnh và không đổi. Khe hở không khí giữa rotor và stator rất hẹp nhằm giảm tối đa tổn hao năng lượng. Động cơ này không thể tự khởi động nếu thiếu bộ điều khiển vi biến tần đồng bộ. Việc tháo lắp trực tiếp để học tập dễ gây mẻ nam châm hoặc hỏng lớp cách điện cuộn dây. Ngoài ra, việc khảo sát dạng sóng dòng điện ba pha đòi hỏi điểm đo tín hiệu an toàn. Những thách thức cơ điện tử này gây nhiều trở ngại cho người học.

III. Thiết kế thi công mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34

Quy trình chế tạo mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34 gồm nhiều giai đoạn kỹ thuật bài bản. Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát và bóc tách dữ liệu hệ thống truyền động thực tế. Phần khung giá đỡ được gia công từ thép chịu lực, sơn tĩnh điện và gắn bánh xe di động linh hoạt. Cụm động cơ điện PMSM được bổ cắt cơ khí tinh xảo để lộ các kết cấu bên trong. Sinh viên dễ dàng quan sát cuộn dây Stator phân tán, lõi thép kỹ thuật điện và các cực từ Rotor. Bảng panô điều khiển trung tâm làm bằng vật liệu cách điện phíp hoặc mica cao cấp. Trên mặt bảng bố trí sơ đồ nguyên lý mạch điện in màu sắc nét. Các điểm kiểm tra tín hiệu (test point) được đưa ra giắc cắm an toàn điện áp thấp 12V. Hệ thống còn tích hợp khối mô phỏng cảm biến chân ga và bàn đạp phanh. Đèn LED chỉ thị trực quan báo trạng thái tiếp điểm rơ-le cao áp. Mô hình kết nối cổng chẩn đoán hỗ trợ thiết bị quét lỗi hiển thị thông số hoạt động theo thời gian thực.

3.1. Phương pháp gia công và bố trí kết cấu cơ khí

Kết cấu cơ khí của mô hình được tính toán kỹ lưỡng về độ bền chịu tải. Thân vỏ động cơ và hộp giảm tốc được phay cắt từng phần bằng máy chuyên dụng. Vết cắt được mài nhẵn, đánh bóng và sơn màu phân định chi tiết chuyển động. Khung xe mô hình hàn từ thép hộp tiêu chuẩn, phủ lớp sơn tĩnh điện chống oxy hóa. Trục quay cơ khí gắn motor phụ trợ để dẫn động mô phỏng ở tốc độ an toàn. Nắp đậy bảo vệ bằng mica trong suốt ngăn chặn nguy cơ kẹt tay của người học. Bốn bánh xe cao su có khóa hãm giúp cố định vị trí bàn thực hành vững vàng. Bố cục tổng thể mang tính thẩm mỹ công nghiệp cao và tối ưu diện tích lắp ráp.

3.2. Thiết kế mạch điện điều khiển và hộp giả lập tín hiệu

Hệ thống điều khiển mô hình sử dụng nguồn nuôi một chiều an toàn 12V DC. Khối giả lập tín hiệu phát xung điều khiển mô phỏng chính xác tín hiệu Resolver và CAN Bus. Bo mạch vi điều khiển nhận lệnh từ các công tắc chuyển chế độ số P-R-N-D. Mạch tạo pan (tạo sự cố hỏng hóc) tích hợp nhiều công tắc kiểm tra khả năng tư duy của học viên. Sinh viên có thể dùng đồng hồ VOM hoặc máy hiện sóng đo trực tiếp tại cọc đo panô. Các rơ-le quang cách ly quang học bảo vệ an toàn cho thiết bị trước hiện tượng ngắn mạch. Sơ đồ mạch điện được in khắc laser sắc nét giúp việc đối chiếu sơ đồ trở nên dễ dàng. Thiết kế tối ưu hóa tính năng chẩn đoán phục vụ dạy học chuyên sâu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34

Mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34 mang lại giá trị thực tiễn to lớn trong đào tạo kỹ thuật. Thiết bị hỗ trợ giảng viên đổi mới phương pháp giảng dạy từ lý thuyết trừu tượng sang thực hành tương tác. Sinh viên được trực tiếp rèn luyện kỹ năng phân tích mạch điều khiển và đọc mã lỗi chẩn đoán. Môi trường thực hành trực quan giúp người học hình thành tư duy giải quyết vấn đề hệ thống điện thân xe và động cơ. Thiết bị cũng phục vụ hiệu quả cho các khóa bồi dưỡng chuyển đổi từ xe xăng sang xe điện. Các trung tâm nghiên cứu có thể sử dụng mô hình làm nền tảng để thử nghiệm thuật toán điều khiển mới. Chi phí đầu tư chế tạo mô hình thấp hơn rất nhiều so với việc nhập khẩu trang thiết bị ngoại nhập. Giải pháp này giúp các trường đại học kỹ thuật tự chủ nguồn trang thiết bị đào tạo công nghệ cao. Hiệu quả đào tạo được nâng rõ rệt, đáp ứng đúng chuẩn đầu ra của ngành công nghệ ô tô hiện đại.

4.1. Hiệu quả đào tạo thực hành chuyên ngành ô tô điện

Mô hình tạo ra bước đột phá trong phương pháp đào tạo kỹ thuật thực hành. Sinh viên được trực tiếp quan sát các trạng thái làm việc của cụm động cơ điện và bộ biến tần. Các bài thí nghiệm khảo sát dạng sóng dòng điện xoay chiều giúp củng cố kiến thức lý thuyết vững vàng. Việc thực hành đo đạc trên giắc cắm tín hiệu rèn luyện thành thạo thao tác sử dụng thiết bị đo lường. Mô hình cho phép lập trình cài đặt lỗi giả định để rèn luyện kỹ năng tư duy chẩn đoán hư hỏng. Người học tự tin nắm bắt các quy trình an toàn điện trước khi tiếp cận xe thực tế.

4.2. Khả năng nhân rộng mô hình tại các cơ sở đào tạo

Thiết kế dạng mô-đun hóa của sa bàn mang lại khả năng nhân rộng rất cao. Các linh kiện cơ khí và bảng mạch điện tử đều có thể chế tạo từ vật tư nội địa. Mức chi phí sản xuất thấp giúp các trường nghề và trường đại học dễ dàng đầu tư trang bị. Sản phẩm có thể linh hoạt tích hợp thêm các cảm biến phụ trợ hoặc bộ thu thập dữ liệu IoT. Việc cập nhật phần mềm mô phỏng theo các dòng xe điện thế hệ mới diễn ra thuận lợi. Đây là hướng đi bền vững nhằm phát triển trang thiết bị đào tạo nội địa hóa chất lượng cao, phục vụ hiệu quả cho ngành công nghiệp ô tô xanh.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trước thực trạng suy giảm các nguồn năng lượng hóa thạch và yêu cầu cấp bách về bảo vệ môi trường, ngành công nghiệp ô tô toàn cầu đang chuyển dịch mạnh mẽ sang các dòng phương tiện không phát thải. Theo số liệu thống kê được tác giả viện dẫn, mức tiêu thụ dầu mỏ toàn cầu đạt khoảng 35,5 tỷ thùng mỗi năm (tương đương 97 triệu thùng/ngày), dự báo trữ lượng dầu mỏ chỉ còn đủ khai thác trong khoảng gần 50 năm, khí đốt tự nhiên khoảng 53 năm và than đá khoảng 114 năm. Tại Việt Nam, khí thải từ phương tiện giao thông đường bộ là tác nhân hàng đầu gây ô nhiễm không khí đô thị, chiếm tới 70% tổng lượng bụi và khí độc hại.

Trong xu thế đó, VinFast đã thương mại hóa mẫu ô tô điện đầu tiên tại Việt Nam mang mã hiệu VF e34. Tuy nhiên, việc tiếp cận công nghệ hệ thống truyền động điện (Electric Drive System – EDS) và các khối tích hợp công suất cao như cụm 3 trong 1 (gồm bộ biến đổi DC-DC, bộ sạc tích hợp OBC và bộ phân phối nguồn PDU) trong các cơ sở đào tạo kỹ thuật còn nhiều rào cản. Phần lớn tài liệu và thiết bị giảng dạy tại các trường đại học, cao đẳng nghề mới chỉ dừng lại ở các mô hình lý thuyết, bản vẽ 2D hoặc phần mềm mô phỏng tĩnh, thiếu hụt mô hình vật lý trực quan bóc tách kết cấu thật để phục vụ sinh viên thực hành tháo lắp và đo kiểm.

Xuất phát từ thực tế đào tạo ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, đồ án tốt nghiệp của tác giả Lê Bảo Hưng và Nguyễn Thế Vinh (dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thành Tuyên) được triển khai nhằm thực hiện bốn nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống truyền động điện (EDS) trên xe ô tô điện VinFast VF e34.
2. Thực hiện quá trình tháo lắp, khảo sát từng chi tiết cơ khí và điện tử trên cụm động cơ thực tế.
3. Thiết kế mô hình không gian ba chiều (3D) các bộ phận chính của hệ thống EDS bằng phần mềm SolidWorks.
4. Thi công mô hình dạy học cắt bổ trực quan, tích hợp cơ cấu truyền động phụ trợ nhằm minh họa nguyên lý làm việc và xây dựng các bài tập thực hành đo kiểm.

Đối tượng nghiên cứu trọng tâm là cụm hệ thống truyền động điện EDS của xe VinFast VF e34, bao gồm: động cơ điện kéo xoay chiều ba pha, hộp số giảm tốc tích hợp bộ vi sai, bộ điều khiển động cơ (MCU) và khối tích hợp công suất 3in1. Phạm vi không gian nghiên cứu gắn liền với thiết bị thực tế của dòng xe VinFast VF e34 tại xưởng thực hành Khoa Cơ khí Động lực, kết hợp khảo sát các linh kiện điều khiển phụ trợ có sẵn trên thị trường kỹ thuật Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về cơ sở lý thuyết, đề tài dựa trên lý thuyết máy điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (Permanent Magnet Synchronous Motor – PMSM), trọng tâm là cấu trúc động cơ nam châm vĩnh cửu đặt bên trong rotor (Interior Permanent Magnet – IPM) kết hợp rotor cực lồi và stator quấn dây phân tán nhằm tạo ra suất điện động ngược (back-EMF) dạng hình sin. Nghiên cứu sử dụng các định luật điện từ học kinh điển (định luật Ampere, định luật cảm ứng Faraday, quy tắc bàn tay trái Fleming) để giải thích cơ chế sinh mô-men từ thông và mô-men từ trở, cùng mối quan hệ đồng bộ giữa tần số dòng điện stato $f$, số cặp cực $p$ và tốc độ quay từ trường $N_s$: $$N_s = \frac{60f}{p}$$

Đồng thời, đồ án vận dụng lý thuyết biến đổi điện tử công suất (nghịch lưu cầu 3 pha điều khiển vector FOC, chuyển đổi DC-DC kiểu Buck/Boost) và hệ thống phân loại đầu cực theo tiêu chuẩn Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC 60034-8) cho ba pha cao áp U, V, W.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết tổng quan và thực nghiệm kỹ thuật:

• Phương pháp tổng quan tài liệu: Khảo sát và tổng hợp tài liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất VinFast, JEEPOWER Technology, cùng các công bố khoa học quốc tế về mô phỏng thời gian thực HIL (Hardware-in-the-Loop) trên nền tảng RT-LAB, FPGA (QiuHuaJing et al., 2013; Scheer et al., 2022) và mạng nơ-ron sâu dự đoán mô-men (Mei et al., 2024).
• Phương pháp thực nghiệm kỹ thuật: Thực hiện tháo rã cơ học toàn bộ cụm EDS thực tế; đo đạc thông số kích thước cơ khí; đo kiểm điện trở thuần, điện trở cách điện các cuộn dây pha và cảm biến góc quay Resolver; khảo sát sơ đồ chân IC điều khiển trên mạch MCU và PDU.
• Phương pháp thiết kế và chế tạo: Sử dụng phần mềm CAD SolidWorks để dựng lại mô hình hình học 3D; ứng dụng công nghệ gia công cơ khí (cắt phay vỏ hợp kim nhôm, hàn kết cấu khung giá đỡ) và tích hợp hệ thống truyền động phụ học tập.

Nguồn dữ liệu của đồ án bao gồm: thông số kỹ thuật thực nghiệm đo trực tiếp từ cụm động cơ VinFast VF e34; sơ đồ mạch điện hệ thống truyền động xe VF e34; tài liệu tra cứu linh kiện bán dẫn công suất của Infineon, NXP, Altera; và dữ liệu vận hành do xưởng thực nghiệm cung cấp.

Thiết kế và triển khai

Do tính chất của đồ án là chế tạo sa bàn kỹ thuật phục vụ đào tạo, nhóm tác giả đã thiết kế và triển khai mô hình học cụ thông qua ba giai đoạn kỹ thuật:

1. Mô hình hóa hình học bằng phần mềm SolidWorks

Từ số liệu đo kiểm thực tế khi rã động cơ, nhóm tác giả tiến hành dựng hình chi tiết 3D trên phần mềm SolidWorks:

• Dựng hình vỏ Stator và lõi Stator cuộn dây phân tán; Rotor nam châm chìm nhiều cực lồi cùng trục sơ cấp.
• Thiết kế cụm hộp số giảm tốc gồm trục sơ cấp nối trực tiếp rotor, trục trung gian, bánh răng dẫn động trung gian và cụm bánh răng vi sai ăn khớp bán trục cầu trước.
• Thiết kế khung đỡ bằng thép định hình chịu tải, tích hợp các giá treo định vị động cơ, vị trí gá cụm MCU phía trên vỏ động cơ và cụm hộp 3in1 ở vị trí đối xứng.

2. Gia công cắt bổ và kết cấu cơ khí sa bàn

Nhằm mục đích quan sát trực quan các chi tiết chuyển động kín bên trong mà cấu trúc nguyên bản không thể nhìn thấy:

• Nhóm tiến hành phay cắt chọn lọc phần vỏ nhôm của động cơ tại ba vị trí trọng yếu: đầu vào của mô-tơ (khu vực Stator và Rotor), đầu ra mô-tơ, và phần thân vỏ bao quanh cụm bánh răng vi sai. Mảnh thân vỏ cắt ra được xử lý cạnh mép bảo đảm an toàn khi thao tác.
• Lắp đặt một mô-tơ giảm tốc phụ trợ (sử dụng nguồn điện dân dụng thông qua hộp điều chỉnh tốc độ) liên kết đồng trục với trục động cơ chính thông qua khớp nối mềm và tấm la định vị bắt bu-lông vào vỏ máy. Hệ thống này cho phép dẫn động toàn bộ cơ cấu Rotor, hộp số và vi sai quay chậm ở dải tốc độ thấp, giúp người học quan sát trực tiếp sự ăn khớp cơ học khi không cần đóng điện cao áp.

3. Thiết kế hệ thống đo kiểm điện tử và bài tập thực hành

Để phục vụ chẩn đoán kỹ thuật, các đường dây tín hiệu và giắc nối từ bên trong được đưa ra các cọc đấu dây hoặc giữ nguyên giắc cắm tiêu chuẩn, phục vụ các quy trình đo kiểm:

• Kiểm tra điện trở cách điện giữa các cặp cuộn dây pha U-V, V-W, U-W bằng đồng hồ Megaohmmeter ở cấp điện áp an toàn.
• Kiểm tra điện trở cuộn dây kích từ sơ cấp, cuộn Sine và cuộn Cosine của cảm biến vị trí Rotor (Resolver).
• Khảo sát các cổng chức năng của khối 3in1 (cổng sạc nhanh FC, cổng ắc quy BAT, cổng giao tiếp điện áp thấp LVC, cổng ra điều hòa AC).
• Kiểm tra điện trở tiếp điểm và cuộn hút của các rơ-le cao áp DC+ và DC- bên trong bộ phân phối nguồn PDU.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của việc nghiên cứu phương tiện giao thông xanh trong bối cảnh cạn kiệt tài nguyên hóa thạch và ô nhiễm không khí tại các đô thị Việt Nam. Tác giả tổng thuật tình hình nghiên cứu mô hình động cơ PMSM phục vụ đào tạo trên thế giới (từ các hệ thống HIL của QiuHuaJing, Viện Công nghệ Trung Quốc đến các mô hình mô phỏng FPGA của Scheer và mạng nơ-ron của Mei) và chỉ ra khoảng trống đào tạo thực tế tại Việt Nam: các trường kỹ thuật chủ yếu dạy lý thuyết hoặc mô phỏng phần mềm, thiếu mô hình vật lý bóc tách của các dòng xe thương mại nội địa như VinFast VF e34. Từ đó, chương xác định mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu, phương pháp thực hiện và cấu trúc 6 chương của đồ án.

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN

Chương này khái quát tiến trình lịch sử phát triển của xe điện từ thế kỷ 19 (phát minh cảm ứng của Michael Faraday năm 1831, xe điện của Ányos Jedlik năm 1828, Robert Davidson năm 1838, Thomas Parker năm 1884, kỷ lục tốc độ 105,88 km/h của Camille Jenatzy năm 1899) đến giai đoạn hồi sinh sau khủng hoảng dầu mỏ thập niên 1970 và sự phát triển của các dòng xe hiện đại (GM EV1, Toyota Prius, Tesla Roadster, Nissan Leaf). Tiếp đó, chương phân tích lịch sử hình thành VinFast từ năm 2017 và dòng xe điện thương mại VF e34 ra mắt năm 2021 (kích thước tổng thể 4300 x 1768 x 1613 mm, khối lượng bản thân 1490 kg). Tác giả phân tích cấu tạo tổng quan của xe điện (ắc-quy phụ 12V, cổng sạc, DC/DC converter, motor kéo, OBC, bộ điều khiển công suất, hệ thống quản lý nhiệt) và so sánh đặc tính kỹ thuật của năm loại động cơ điện phổ biến: động cơ một chiều (DC), động cơ không đồng bộ (IM), động cơ từ trở chuyển mạch (SRM), động cơ một chiều không chổi than (BLDC) và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM), qua đó khẳng định tính ưu việt của PMSM kiểu cực chìm (IPM) trên ô tô du lịch.

CHƯƠNG 3. TÌM HIỂU CHI TIẾT EDS VÀ HỘP 3IN1

Nội dung chương 3 đi sâu phân tích cấu trúc phần cứng của hệ thống truyền động điện xe VF e34. Hệ thống EDS nặng 90,6 kg gồm motor điện 3 pha công suất cực đại 110 kW (mô-men xoắn cực đại 242 Nm tại 4500 rpm, đạt dải phẳng từ 0–4000 rpm), hộp số giảm tốc tích hợp vi sai và bộ điều khiển động cơ MCU. Tác giả làm rõ cấu trúc rotor nam châm chìm (IPM) tích hợp cực lồi, stator cuộn dây phân tán, cảm biến góc quay Resolver (gồm cuộn sơ cấp, cuộn sin và cos), cảm biến nhiệt độ PTC, và cơ cấu phanh đỗ xe điện tử EPP điều khiển bởi hộp PCU. Đối với bộ điều khiển MCU do JEEPOWER sản xuất, tác giả bóc tách bo mạch điện tử, xác định vi xử lý điều khiển động cơ Infineon TriCore TC275x, IC logic khả trình Altera MAX V CPLD, 6 module đóng cắt công suất IGBT đi kèm mạch kích driver Infineon 1EDI2002AS, và chip phụ trách biến tần NXP S9KEA128P80M48SF0. Khối 3in1 được khảo sát chi tiết với ba chức năng: mạch hạ áp DC-DC converter, bộ sạc On-Board Charger (OBC) và khối phân phối điện PDU chứa các rơ-le cao áp chịu dòng lớn.

CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BẰNG SOLIDWORKS

Chương 4 mô tả quy trình thiết kế cơ khí 3D phục vụ chế tạo sa bàn. Từ kích thước thu thập được qua tháo rã, tác giả xây dựng bản vẽ chi tiết các bộ phận: vỏ stato, lõi stato, trục rotor, bánh răng sơ cấp, trục trung gian, bánh răng truyền động vi sai và vỏ hộp giảm tốc. Tác giả tiến hành lắp ráp ảo (Assembly) toàn bộ hệ thống động cơ – hộp số để kiểm tra khe hở ăn khớp hình học, sau đó tính toán thiết kế kết cấu khung giá đỡ thép hộp chịu lực có bánh xe di động, bố trí vị trí đặt cụm EDS, hộp MCU và hộp 3in1 đảm bảo góc quan sát và độ vững chãi cơ học.

CHƯƠNG 5. THI CÔNG VÀ LẮP RÁP MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ

Chương 5 ghi lại quy trình công nghệ chế tạo mô hình thực tế. Quá trình bắt đầu từ các bước tháo rã an toàn: tháo đường nước làm mát, hộp PCU, dây dẫn cao áp 3 pha U-V-W, mở nắp hộp số, tháo cụm bánh răng vi sai, bánh răng trung gian, nắp đậy rotor, cảm biến góc quay Resolver và rút rotor ra khỏi stator. Tác giả thực hiện cắt bổ các cửa sổ quan sát trên vỏ nhôm động cơ và nắp hộp số, chế tạo hệ gá liên kết mô-tơ điện giảm tốc ngoài qua khớp nối mềm để dẫn động cơ cấu quay biểu diễn. Cuối cùng, chương xây dựng hệ thống bài tập thực hành trên mô hình gồm: kiểm tra điện trở cuộn dây Resolver, đo kiểm điện trở cảm biến nhiệt độ PTC, kiểm tra điện trở tiếp xúc và cách điện các cặp dây pha cao áp, đo kiểm tra thông số các chân kích IGBT trong MCU, đo kiểm tra điện áp và điện trở cuộn hút rơ-le trong khối PDU và mạch khóa số P của cụm PCU.

CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN

Chương tổng kết toàn bộ kết quả thực hiện của đồ án so với mục tiêu đề ra ban đầu, nêu bật các sản phẩm cơ khí và tài liệu đã hoàn thành, đồng thời trình bày các hạn chế trong quá trình thực hiện và gợi mở hướng phát triển đề tài cho các khóa sinh viên kế tiếp.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã khảo sát và thu thập đầy đủ bảng thông số kỹ thuật của hệ thống động cơ điện và khối biến tần trên xe VinFast VF e34 như sau:

Thông số kỹ thuật	Giá trị thực tế trên VinFast VF e34
Mã hiệu / Loại động cơ	VFAAGB / PMSM (Interior Permanent Magnet - IPM)
Phương pháp làm mát	Dung dịch làm mát chuyên dụng
Dải điện áp làm việc	300 – 470 V
Công suất cực đại / Tốc độ	110 kW tại 4500 rpm
Công suất định mức	70 kW
Mô-men xoắn cực đại / Tốc độ	242 Nm tại 4500 rpm (đạt phẳng từ 0 – 4000 rpm)
Mô-men xoắn định mức	149 Nm
Tốc độ quay tối đa	16000 rpm
Hiệu suất động cơ	97% (ở 8000 rpm, 116 Nm); 94,7% (16000 rpm, 74,5 Nm); 86,7% (5500 rpm, 240 Nm)
Khối lượng cụm EDS	90,6 kg
Biến tần kéo (Traction Inverter)	JEEPOWER (Shanghai) model El09
Vi xử lý điều khiển động cơ MCU	Infineon AURIX TC275x
IC logic khả trình	Altera MAX V CPLD V3
IC lái cổng công suất	Infineon 1EDI2002AS (điều khiển 6 module IGBT)
Vi xử lý bộ biến tần Inverter	NXP S9KEA128P80M48SF0
Cảm biến vị trí trục động cơ	Resolver (cuộn kích từ sơ cấp, hai cuộn thứ cấp Sin - Cos)
Cảm biến nhiệt độ động cơ	Cảm biến điện trở nhiệt PTC

Về mặt giải pháp kỹ thuật, đồ án đã chế tạo thành công một mô hình thực nghiệm học tập hoàn chỉnh:

• Cắt bổ vỏ kim loại chính xác tại ba khoang chính (đầu vào stator, đầu ra truyền động và cụm vi sai), cho phép sinh viên quan sát trực tiếp mặt cắt cuộn dây phân tán, kết cấu rotor nam châm chìm và sự ăn khớp của các cặp bánh răng giảm tốc.
• Tích hợp cụm mô-tơ giảm tốc ngoài có điều chỉnh tốc độ, giải quyết bài toán vận hành an toàn trong lớp học: hệ thống cơ khí quay trơn tru mà không cần cấp nguồn điện động lực cao áp nguy hiểm (300–470V).
• Đóng góp tập tài liệu kỹ thuật về quy trình tháo rã chi tiết từng bước, sơ đồ chân kết nối của giắc LVC, giắc MCU, cổng phân phối PDU, và bộ bài tập đo kiểm thông số thực nghiệm (điện trở Resolver, cách điện pha U-V-W, tình trạng bán dẫn IGBT). Đây là tài liệu thực hành chuyên sâu đầu tiên về cụm EDS VF e34 được biên soạn tại trường.

So với các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào lập trình thuật toán điều khiển FOC hoặc mô phỏng HIL trên máy tính với chi phí phần cứng FPGA đắt đỏ, đồ án này tạo ra sản phẩm học cụ vật lý có tính ứng dụng trực tiếp vào chương trình đào tạo kỹ thuật ô tô, kết hợp được việc trực quan hóa cơ khí với thực hành chẩn đoán hệ thống điện xe điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào nội dung đồ án, các hạn chế và hướng mở nghiên cứu được xác định:

• Hạn chế: Động cơ được dẫn động chuyển động bằng mô-tơ giảm tốc phụ trợ bên ngoài chỉ nhằm mục đích minh họa cơ học, chưa thể vận hành tự thân bằng nguồn điện cao áp thật của xe hoặc nguồn pin mô phỏng do yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn điện áp cao (400V) trong xưởng thực hành. Việc giao tiếp mạng điều khiển Powertrain CAN (PT-CAN) giữa MCU, VCU và hộp 3in1 chưa được giải mã hoàn toàn để kích hoạt hệ thống chạy độc lập.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Nghiên cứu giải mã bản tin CAN trên mạng PT-CAN để có thể điều khiển trực tiếp biến tần MCU và hộp số P; thiết kế bộ nguồn DC cao áp an toàn có giới hạn dòng hoặc xây dựng mô hình giả lập tín hiệu bàn đạp ga/tín hiệu VCU để kích hoạt biến tần điều khiển động cơ tự quay ở dải điện áp thấp; tích hợp các hộp tạo pan lỗi giả lập để sinh viên thực hành chẩn đoán lỗi truyền thông và cảm biến.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa: Dùng làm giáo trình thực hành, hướng dẫn thí nghiệm tháo lắp hệ thống truyền lực ô tô điện và khảo sát kết cấu máy điện PMSM.
• Người thực hiện các đề tài nghiên cứu về xe điện: Tham khảo dữ liệu thực nghiệm về cấu tạo hộp số giảm tốc, thông số cuộn dây cảm biến Resolver, sơ đồ nguyên lý mạch phân phối PDU và cấu trúc phần cứng vi điều khiển (Infineon TC275x, CPLD MAX V, driver 1EDI2002AS) trên bộ nghịch lưu công suất thương mại.
• Các xưởng chế tạo mô hình thiết bị đào tạo nghề: Tham khảo phương án cắt bổ cơ khí vỏ nhôm động cơ, kết cấu khung đỡ chịu lực và phương pháp dẫn động an toàn bằng mô-tơ giảm tốc phụ trợ.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ điện trên xe VinFast VF e34 sử dụng loại động cơ nào và có kết cấu Stator, Rotor ra sao?
Động cơ mang mã hiệu VFAAGB, thuộc dòng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) kiểu nam châm đặt bên trong lõi rotor (IPM) tích hợp rotor cực lồi. Phần Stator của động cơ sử dụng loại cuộn dây phân tán, tạo ra suất điện động ngược (back-EMF) dạng hình sin giúp giảm thiểu tổn hao sóng hài và tăng hiệu suất vận hành so với cuộn dây tập trung.

2. Thông số công suất, mô-men xoắn và dải điện áp làm việc của cụm EDS xe VF e34 là bao nhiêu?
Theo số liệu kỹ thuật trong đồ án, động cơ làm việc trong dải điện áp từ 300 V đến 470 V. Công suất định mức đạt 70 kW, công suất tối đa đạt 110 kW tại 4500 rpm. Mô-men xoắn định mức là 149 Nm, mô-men xoắn cực đại đạt 242 Nm tại 4500 rpm (duy trì mức mô-men cực đại trong dải tốc độ từ 0 đến 4000 rpm). Tốc độ quay tối đa của động cơ đạt 16000 rpm.

3. Khối 3in1 trên xe VinFast VF e34 gồm những thành phần nào và chức năng của từng khối là gì?
Khối 3in1 tích hợp ba bộ phận:

• DC-DC Converter: Biến đổi điện áp cao từ pin động lực (275–470 VDC) xuống điện áp thấp 12V để nạp ắc-quy phụ và nuôi mạng điện điều khiển xe.
• Onboard Charger (OBC): Bộ sạc tích hợp chuyển đổi dòng xoay chiều AC (90–265 VAC) từ nguồn sạc bên ngoài thành dòng một chiều DC để nạp vào pin cao áp.
• Power Distribution Unit (PDU): Bộ phân phối nguồn điện cao áp, quản lý các mạch cấp nguồn thông qua hệ thống rơ-le cao áp (DC+, DC-) cấp đến biến tần MCU, cổng sạc nhanh (FC) và lốc điều hòa cao áp (AC).

4. Bo mạch xử lý tín hiệu và công suất của bộ điều khiển động cơ (MCU) trên xe sử dụng các dòng vi mạch bán dẫn nào?
Bộ MCU của hãng JEEPOWER trang bị:

• Vi xử lý trung tâm điều khiển động cơ: Infineon TriCore TC275x.
• IC xử lý tín hiệu logic khả trình: Altera MAX V CPLD V3.
• Mạch kích công suất (Gate Driver): 6 IC Infineon 1EDI2002AS điều khiển cụm 6 khóa bán dẫn IGBT làm mát bằng chất lỏng.
• Vi xử lý phụ trách phần biến tần (Inverter): chip NXP S9KEA128P80M48SF0.

5. Nhóm tác giả đã giải quyết bài toán vận hành mô phỏng chuyển động trên mô hình sa bàn học tập như thế nào?
Để đảm bảo an toàn điện áp cho sinh viên khi học tập (tránh tiếp xúc với nguồn điện 300–470 V), nhóm tác giả đã không đóng điện cao áp vào stator. Thay vào đó, nhóm gia công một tấm la bắt cố định vào vỏ động cơ để gá đặt một mô-tơ điện giảm tốc độc lập bên ngoài, liên kết với trục động cơ thông qua khớp nối mềm và điều khiển dải tốc độ quay bằng một hộp điều tốc riêng. Giải pháp này giúp toàn bộ hệ thống rotor, trục trung gian và bánh răng vi sai quay chậm và êm ái, hỗ trợ trực quan hóa nguyên lý truyền động cơ khí.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, thi công mô hình dạy học động cơ VinFast VF e34" của sinh viên Lê Bảo Hưng và Nguyễn Thế Vinh đã khảo sát toàn diện cấu tạo, nguyên lý làm việc và giải mã phần cứng của hệ thống truyền động điện EDS cùng khối công suất tích hợp 3in1 trên ô tô điện thương mại. Bằng việc kết hợp thành công giữa thiết kế mô phỏng 3D trên SolidWorks, kỹ thuật cắt bổ cơ khí bóc tách kết cấu thật và tích hợp cơ cấu dẫn động học tập an toàn, nhóm tác giả đã tạo ra một mô hình thực hành trực quan hoàn chỉnh kèm quy trình đo kiểm chuẩn mực. Kết quả nghiên cứu đóng góp một tài liệu học thuật giá trị và thiết bị thực hành thiết thực cho công tác đào tạo chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô trong bối cảnh công nghệ xe điện đang phát triển mạnh mẽ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN CHƯƠNG 3. TÌM HIỂU CHI TIẾT EDS VÀ HỘP 3IN1 CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ MÔ HÌNH BẰNG SOLIDWORKS CHƯƠNG 5.

THI CÔNG VÀ LẮP RÁP MÔ HÌNH ĐỘNG CƠ CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN 5 CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ Ô TÔ ĐIỆN 2. Lịch sử xe điện Trước bối cảnh toàn cầu đang đối mặt với các vấn đề nghiêm trọng như khí thải gây hiệu ứng nhà kính và nguy cơ cạn kiệt các nguồn tài nguyên hóa thạch như dầu mỏ, than đá, khí đốt,.

nhiều quốc gia trên thế giới đang tích cực hướng đến phát triển các phương tiện giao thông sử dụng năng lượng sạch – nổi bật là xe điện (Electric Vehicle - EV), đặc biệt là ô tô điện. Loại phương tiện này thực tế đã xuất hiện từ rất lâu, và kể từ những năm 1990, nó đã trở thành đối tượng nghiên cứu trọng tâm của nhiều tổ chức, viện nghiên cứu và các nhà khoa học trên toàn thế giới. Về mặt lịch sử, nền tảng cho sự ra đời của động cơ điện được đặt ra vào đầu thế kỷ 19, khi nhà khoa học Michael Faraday phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ – hiện tượng dòng điện sinh ra khi dây dẫn quay quanh một từ trường. Phát hiện này đã mở đường cho sự phát triển của động cơ điện hiện đại.

Đến khoảng năm 1828, tại Hungary, một chiếc xe điện nguyên mẫu đầu tiên – do nhà sáng chế Ányos Jedlik chế tạo – đã ra đời. Mẫu xe này hiện vẫn được lưu giữ tại một bảo tàng ở Hungary như một minh chứng lịch sử cho sự khởi đầu của kỷ nguyên phương tiện điện. Mô hình chiếc xe điện đầu tiên trên thế giới 6 - Giai đoạn ra đời những chiếc xe đầu tiên: Chiếc xe điện nguyên mẫu đầu tiên chỉ có thể di chuyển với vận tốc tối đa khoảng 4 mét mỗi giờ và hoàn toàn không có khả năng chuyên chở bất kỳ loại hàng hóa hay hành khách nào. Tuy nhiên, nó vẫn được xem là tiền thân mang hình hài sơ khai của phương tiện sử dụng động cơ điện đầu tiên trên thế giới.

Đến năm 1831, nhà khoa học Michael Faraday tiếp tục đặt nền móng quan trọng cho sự phát triển của xe điện bằng việc công bố nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều – một bước tiến mang tính cách mạng, định hướng cho các phát minh trong tương lai. Sau đó, vào năm 1838, nhà phát minh người Scotland – Robert Davidson – đã chế tạo thành công đầu máy xe lửa vận hành bằng điện. Mặc dù tốc độ của đầu máy chỉ đạt khoảng 6 km/h, nhưng đây là cột mốc đáng nhớ, vì Davidson là người đầu tiên áp dụng pin không thể sạc lại (non-rechargeable battery) vào vận hành xe điện. Những tiến bộ về điện ở Vương quốc Anh bắt đầu từ những năm 1870.

Đến năm 1884, Thomas Parker (1843–1915) đã chế tạo một chiếc ô tô điện thành công hơn, được cấp nguồn bởi các pin sạc do chính công ty của ông Elwell-Parker Ltd sản xuất, công ty này đã được thành lập hai năm trước đó. Parker là một trong những người tiên phong hàng đầu của Anh trong lĩnh vực truyền động điện: ông đã điện khí hóa hệ thống tàu điện ngầm London vào năm 1890 và lắp đặt các tuyến xe điện treo tại Liverpool và Birmingham. Chiếc xe buýt điện năm 1896 của ông được trang bị hệ thống điều khiển động cơ nối tiếp, song song và phanh thủy lực. Xe điện của Thomas Parker - Giai đoạn bùng nổ và thoái trào: Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, xe điện nổi lên như một xu hướng mới trong lĩnh vực giao thông nhờ vào hàng loạt ưu điểm vượt trội.

Khi các phương tiện sử dụng động cơ hơi nước và xăng còn chiếm ưu thế, người dùng vẫn phải chấp nhận nhiều hạn chế như tiếng ồn lớn, tốc độ chậm, khí thải độc hại và mùi xăng khó chịu. Trong khi đó, xe điện nhanh chóng thu hút sự chú ý nhờ khả năng vận hành êm ái, không rung lắc, không thải khói và đặc biệt là không cần "quay tay" để khởi động như xe xăng – một bước tiến lớn về tiện nghi và trải nghiệm người dùng. Chính nhờ những ưu thế đó, xe điện không chỉ trở thành lựa chọn hấp dẫn mà còn nhanh chóng bước vào các cuộc đua tốc độ – nơi công nghệ được thử thách và khẳng định. Sau khi chiếc Jeantaud Duc lập kỷ lục tốc độ đầu tiên, chỉ trong vài tháng, hàng loạt kỷ lục mới đã lần lượt được thiết lập bởi hai tay đua đối đầu gay gắt: Gaston de Chasseloup- Laubat và Camille Jenatzy – một kỹ sư người Bỉ đầy tham vọng.

Đỉnh cao của cuộc đua diễn ra vào ngày 29 tháng 4 năm 1899, khi Jenatzy điều khiển chiếc xe điện Jamais Contente (tạm dịch: "Không Bao Giờ Hài Lòng") – với thiết kế khí động học hình viên đạn – vượt qua cột mốc lịch sử, đạt tốc độ 105,88 km/h. Đây là lần đầu tiên một phương tiện chạy trên mặt đất vượt ngưỡng 100 km/h, đánh dấu bước ngoặt ngoạn mục trong hành trình 8 phát triển của xe điện. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử, một phương tiện chạy trên mặt đất vượt qua ngưỡng 100 km/h. Chiếc ô tô điện đầu tiên vượt mốc 100 km/h – La Jamais Contente (1899) Những cuộc đua này không đơn thuần là tranh tài về kỹ thuật, mà còn nhằm mục tiêu thu hút sự chú ý và chiếm lĩnh thị trường phương tiện cá nhân đang trên đà phát triển.

Trong bối cảnh thời kỳ Belle Époque tràn đầy tinh thần lạc quan và tin tưởng vào khoa học, tầng lớp thượng lưu đặc biệt bị cuốn hút bởi xe điện – công nghệ hiện đại nhất thời bấy giờ, với khả năng vận hành vượt trội hơn cả ngựa và thậm chí là đầu máy hơi nước. Nhờ đó, nước Pháp nhanh chóng vươn lên trở thành quốc gia sản xuất ô tô hàng đầu thế giới, chỉ bị Hoa Kỳ vượt qua vào năm 1904. Sự phổ biến của xe điện không chỉ giới hạn ở châu Âu. Bước sang thập niên 1900, Hoa Kỳ chứng kiến sự bùng nổ mạnh mẽ của loại phương tiện này.

Theo các thống kê thời kỳ đó, tại Mỹ có khoảng 40% ô tô sử dụng hơi nước, 22% chạy bằng xăng và tới 38% là xe điện. Mặc dù bắt đầu sau châu Âu, Mỹ đã nhanh chóng trở thành quốc gia có số lượng xe điện phổ biến nhất thế giới, với gần 34.000 chiếc được đăng ký lưu hành. 9 - Giai đoạn xe điện hồi sinh: Sau Thế chiến II, sự tàn phá nặng nề khiến nhiều quốc gia rơi vào tình trạng thiếu hụt nhiên liệu nghiêm trọng. Đến thập niên 1970, cuộc khủng hoảng giá xăng dầu leo thang đã buộc Mỹ phải nhìn lại tiềm năng của xe điện như một giải pháp thay thế.

Các tập đoàn ô tô lớn được giao nhiệm vụ nghiên cứu, phát triển các mẫu xe điện với chi phí thấp hơn, nhằm góp phần giải quyết bài toán năng lượng. Năm 1982, General Motors (GM) đã chế tạo nguyên mẫu xe hybrid đầu tiên, kết hợp động cơ xăng và điện. Đến năm 1996, GM tiếp tục đánh dấu bước tiến khi sản xuất hàng loạt mẫu xe điện EV1, có thể di chuyển tới 129 km sau một lần sạc. Một năm sau đó, Toyota giới thiệu mẫu Prius – chiếc xe hybrid thương mại đầu tiên trên thế giới.

Prius không chỉ mở ra kỷ nguyên mới cho dòng xe lai mà còn đạt thành công vang dội, với hơn 37 triệu chiếc được bán ra toàn cầu kể từ năm 1997. Mẫu xe hybrid đình đám Toyota Prius ra đời lần đầu tiên vào năm 1997 Cùng thời điểm đó, các hãng xe khác như Honda, Nissan và Chevrolet cũng lần lượt giới thiệu các mẫu xe điện đầu tay như EV Plus, Altra EV và S-10 EV. Dù nhận được sự quan tâm ban đầu, giai đoạn cuối những năm 1990 đến đầu 2000 lại chứng kiến sự chững lại của thị trường xe điện do giá thành cao và những hoài nghi về tính bền vững trong xử lý pin thải. Năm 2003, Tesla Motors được thành lập tại California với tham vọng tạo nên một cuộc cách mạng xe điện.

Tuy nhiên, cùng thời gian đó, GM lại rút toàn bộ xe EV1 khỏi thị 10 trường và tiến hành tiêu huỷ, càng khiến niềm tin vào xe điện sụt giảm. Phải đến năm 2006, Tesla mới giới thiệu mẫu Roadster – chiếc xe thuần điện đầu tiên có thể chạy trên đường cao tốc, nhưng vẫn chưa tạo được sức hút lớn. Bước ngoặt chỉ thực sự đến vào năm 2009, khi Bộ Năng lượng Mỹ cấp khoản vay 8 tỷ USD cho một số hãng ô tô, trong đó có Tesla, Ford và Nissan. Nhờ đó, Tesla thoát khỏi nguy cơ phá sản, dần vươn lên trở thành biểu tượng của ngành xe điện toàn cầu.

Cùng lúc, các hãng xe Nhật Bản cũng bắt đầu tăng tốc. Năm 2010, Nissan ra mắt mẫu xe điện Leaf, còn Mitsubishi tung ra i-MiEV. Cả hai mẫu xe đều đánh dấu bước tiến quan trọng: Mitsubishi i-MiEV trở thành mẫu xe điện đầu tiên trên thế giới đạt doanh số 10.000 chiếc vào năm 2011 và cán mốc 100.000 chiếc vào năm 2014, góp phần khẳng định vị thế ngày càng vững chắc của xe điện trong ngành công nghiệp ô tô thế giới. Sự hình thành và phát triển xe điện của VinFast VinFast là công ty thành viên của tập đoàn Vingroup do ông Phạm Nhật Vượng sáng lập, được thành lập vào ngày 21/6/2017.

VinFast là thương hiệu ô tô đầu tiên của Việt Nam. Công ty đặt trụ sở chính tại Hải Phòng, nơi sở hữu tổ hợp nhà máy sản xuất ô tô và xe máy điện hiện đại hàng đầu khu vực. Ngay từ khi ra đời, VinFast đã xác định mục tiêu trở thành thương hiệu xe Việt Nam đẳng cấp quốc tế. Chỉ trong hơn một năm, vào tháng 10/2018, VinFast đã gây tiếng vang lớn khi trình làng hai mẫu xe chạy xăng đầu tiên là Lux A2.0 và Lux SA2.0 tại triển lãm Paris Motor Show, đánh dấu sự hiện diện của một thương hiệu ô tô Việt Nam trên bản đồ thế giới.

Tiếp nối thành công ban đầu, VinFast chuyển hướng mạnh mẽ sang lĩnh vực xe điện với sứ mệnh thúc đẩy cuộc cách mạng di chuyển xanh. Năm 2021, công ty công bố loạt xe điện đầu tiên gồm VF e34, VF e35, và VF e36, trong đó VF e34 là mẫu xe điện thương mại đầu tiên tại Việt Nam. Đặc biệt, vào ngày 18/11/2021, VinFast chính thức ra mắt thương hiệu xe điện toàn cầu tại Triển lãm Los Angeles Auto Show, mở ra giai đoạn chinh phục thị trường quốc tế. Đến năm 2022, VinFast công bố loạt sản phẩm xe điện mới từ VF5 đến VF9 và bắt đầu nhận đặt hàng tại các thị trường lớn như Mỹ, châu Âu và Việt Nam.