Von öffentlichen Ladestationen in Einkaufszentren und Autobahnraststätten bis hin zu Flottenladedepots an Lkw-Terminals und Logistikparks wird die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge (EV) in den unterschiedlichsten Umgebungen eingesetzt. Bei all diesen Anwendungen spielt die drahtlose Konnektivität eine grundlegende Rolle – nicht nur, indem sie Ferndiagnosen und Transaktionszeitstempel ermöglicht, sondern auch, indem sie autonomen Fahrzeugen (AVs) ermöglicht, hochauflösende (HD) Karten herunterzuladen.
Derzeit ist die Zuverlässigkeit von Ladegeräten nach wie vor ein großes Problem in der Branche. Eine Studie der University of California zu öffentlichen Ladegeräten in der San Francisco Bay Area ergab, dass nur 72,5 % funktionsfähig waren . Eine drahtlose Netzwerkverbindung ermöglicht es Betreibern, Geräte aus der Ferne zu überwachen, Fehler zu beheben und sogar zu reparieren (z. B. über einen Remote-Neustart oder einen Patch-Download) und so Geschäftsverluste aufgrund von Ausfallzeiten zu verhindern. Darüber hinaus stellt eine zuverlässige Konnektivität sicher, dass Ladegeräte, die vom Formelprogramm der US-amerikanischen National Electric Vehicle Infrastructure (NEVI) finanziert werden, die strenge Anforderung einer Betriebszeit von 97 % erfüllen können.
Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung, wie GNSS (Global Navigation Satellite System), , Mobilfunk (4G/5G) und Wi-Fi diese Anwendungen ermöglichen, zusammen mit wichtigen Überlegungen bei der Auswahl der richtigen Antenne für jede Technologie.
1. GNSS: Hochpräzises Timing und Positionierung
Auch wenn Ladestationen für Elektrofahrzeuge auf Betonfundamenten verschraubt sind und stationär bleiben, sind sie für präzise Zeitmessungsanwendungen , wie zum Beispiel die Generierung sicherer Zeitstempel für Zahlungstransaktionen, stark auf GNSS angewiesen.
Wichtige Punkte bei der Antennenauswahl und -bereitstellung
Patch-Antennen: Dies ist die ideale Wahl. Da die Ladestationen fest montiert sind, kann eine klare, freie Sicht der Antenne auf den Himmel gewährleistet werden. Patchantennen unterstützen die Zirkularpolarisation , die perfekt zu den von Satelliten übertragenen zirkular polarisierten Signalen passt. Ihre hohe Verstärkung und ihr stabiles Phasenzentrum maximieren die Leistung und Zuverlässigkeit von Timing-Anwendungen erheblich.
Hochpräzise Positionierung (DGNSS/RTK): In bestimmten Szenarien – wie etwa bei Bussen des öffentlichen Nahverkehrs, die Oberleitungsstromabnehmer zum Laden nutzen – können Positionierungstechnologien mit differenziellem GNSS (DGNSS) und Echtzeitkinematik (RTK) eine Genauigkeit von weniger als 1 Zentimeter erreichen . Diese Präzision im Zentimeterbereich ermöglicht es dem Advanced Driver-Assistance System (ADAS) des Fahrzeugs, den Bus einwandfrei zu führen und an den Stromabnehmer anzudocken, wodurch der physische Schaden vermieden wird, der durch eine Fehleinschätzung der Manöver durch den Fahrer entsteht.
Umweltschutz und Störungsminderung
Wetterbeständigkeit: Da die Antennen von Ladestationen langfristig den Elementen ausgesetzt sind, müssen sie über ein IP67-zertifiziertes und UV-beständiges Gehäuse verfügen.
Überspannungsschutz: Blitze stellen ein erhebliches Risiko für Ladegeräte ohne Schutzdach dar. Betreiber sollten nach Modellen suchen, die entsprechen den Überspannungsschutzstandards IEC 61000-4-5/Klasse 4
Anti-Vogel-Sitzstangen: Sitzende Vögel können Satellitensignale blockieren. Um dies zu verhindern, wählen Sie ein Gehegedesign oder einen Installationsort, der das Sitzen für Vögel unbequem oder unbequem macht.
2. Mobilfunk (4G/5G): Regionsunabhängige Breitbandkonnektivität
4G- und 5G-Mobilfunknetze bieten eine bequeme Möglichkeit, Ladestationen mit Hochgeschwindigkeits-Breitbandkonnektivität auszustatten, sodass keine herkömmlichen Ethernet-Kabel verlegt werden müssen. An vielen abgelegenen Orten, etwa an Raststätten auf Landstraßen, ist Mobilfunk oft das einzige verfügbare Telekommunikationsnetz. Diese Konnektivität ist ein entscheidendes Rückgrat für Initiativen der US-Regierung, die auf den Bau öffentlicher Ladestationen für Elektrofahrzeuge entlang der Autobahnen abzielen, um die Reichweitenangst zu lindern, die Verbraucher dazu bringt, an Modellen mit Verbrennungsmotor (ICE) festzuhalten.
Wichtige Punkte bei der Antennenauswahl und -bereitstellung
Bandkompatibilität: Sofern ein Ladegerät nicht standardmäßig mit einem bestimmten Mobilfunktarif geliefert wird, ist es unmöglich vorherzusagen, welcher Mobilfunkanbieter nach der Installation den Dienst anbieten wird. Daher müssen die Bandanforderungen der Antenne durch die spezifischen Frequenzen bestimmt werden, die vom internen Mobilfunkmodul des Ladegeräts unterstützt werden.
Signalkoexistenz und -minderung: Das Mobilfunksystem muss friedlich mit dem GNSS-System des Ladegeräts koexistieren. Die GNSS-Antenne muss über außergewöhnliche Out-of-Band-Unterdrückungsfähigkeiten verfügen. Beispielsweise bietet die KEESUN-Antenne eine Unterdrückung von mehr als 80 dB bei häufig verwendeten LTE-Frequenzen zwischen 700 MHz und 1 GHz und eine Unterdrückung von mehr als 60 dB zwischen 1820 MHz und 3500 MHz. Dadurch wird sichergestellt, dass die GNSS-Timing-Leistung nicht beeinträchtigt wird, selbst wenn es direkt neben einem LTE-Sender und einer Antenne installiert wird.
3. Wi-Fi: Komplementäre Konnektivität mit hoher Bandbreite und gebührenfrei
Wenn ein Logistikpark oder eine Haltestelle bereits über eine umfassende WLAN-Abdeckung im Außenbereich verfügt, kann WLAN entweder als primäres Netzwerk oder als redundantes/Fallback-Netzwerk zum Mobilfunk dienen. Darüber hinaus dient WLAN als ideale Brücke für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladegerät.
Kernanwendungsszenarien
Umfangreiche Datendownloads (z. B. HD-Karten): Vollständig autonome Elektrofahrzeuge benötigen unglaublich detaillierte, hochauflösende Karten, um die Sicherheit zu gewährleisten, und diese Kartendateien sind riesig. Durch die Nutzung des Ladefensters des Fahrzeugs zum Herunterladen der Kartendaten der nächsten Etappe über WLAN werden teure Mobilfunkgebühren vermieden.
Telematik-Datenerfassung: Unabhängig davon, ob ein Fahrzeug vollständig autonom ist oder einen menschlichen Fahrer am Steuer hat, hilft die Abfrage von Fahrzeugzustands- und Diagnosedaten, während es am Ladegerät geparkt ist, Flottenmanagern, aufkommende Probleme zu erkennen, bevor sie zu kostspieligen Reparaturen und langen Ausfallzeiten führen. Im Vergleich zur Übertragung dieser Daten über Mobilfunk unterwegs entfallen bei der Nutzung von WLAN am Ladegerät die Gebühren des Mobilfunkanbieters vollständig.
