چگونه فناوری بی‌سیم زیرساخت شارژ خودروهای الکتریکی را تغییر می‌دهد؟

از ایستگاه‌های شارژ عمومی در مراکز خرید و ایستگاه‌های مسافرتی بزرگراه‌ها گرفته تا انبارهای شارژ ناوگان در پایانه‌های کامیون و پارک‌های لجستیک، زیرساخت‌های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی (EV) در طیف متنوعی از محیط‌ها مستقر شده‌اند. در همه این برنامه‌ها، اتصال بی‌سیم  نقشی اساسی ایفا می‌کند - نه تنها با فعال کردن تشخیص از راه دور و تعیین زمان تراکنش، بلکه با اجازه دادن به وسایل نقلیه خودران (AVs) برای دانلود نقشه‌های با کیفیت بالا (HD).

در حال حاضر، قابلیت اطمینان شارژر یکی از مشکلات اصلی صنعت است. یک مطالعه دانشگاه کالیفرنیا بر روی شارژرهای عمومی در منطقه خلیج سانفرانسیسکو نشان داد که تنها 72.5 درصد آنها کارآمد هستند . اتصال شبکه بی‌سیم اپراتورها را قادر می‌سازد تا از راه دور تجهیزات را نظارت، عیب‌یابی و حتی تعمیر کنند (مانند راه‌اندازی مجدد از راه دور یا دانلود پچ)، در نتیجه از از دست رفتن کسب‌وکار به دلیل خرابی جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، اتصال قابل اعتماد تضمین می کند که شارژرهای تامین شده توسط برنامه فرمول زیرساخت خودروهای برقی ملی ایالات متحده (NEVI) می توانند 97٪ نیاز زمان کار را برآورده کنند..

در زیر به تفصیل نحوه فعال‌سازی GNSS (سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی) , سلولی (4G/5G) و Wi-Fi  این برنامه‌ها، همراه با ملاحظات کلیدی هنگام انتخاب آنتن مناسب برای هر فناوری، آورده شده است.

1. GNSS: زمان بندی و موقعیت یابی با دقت بالا

حتی اگر ایستگاه‌های شارژ EV به پایه‌های بتنی پیچ‌اند و ثابت می‌مانند، برای کاربردهای زمان‌بندی دقیق ، مانند ایجاد مهرهای زمانی امن برای تراکنش‌های پرداخت، به شدت به GNSS متکی هستند.

نکات کلیدی انتخاب و استقرار آنتن

آنتن های پچ:  اینها انتخاب ایده آلی هستند. از آنجایی که ایستگاه های شارژ به طور دائم نصب می شوند، اطمینان از اینکه آنتن دارای دید واضح و بدون مانعی از آسمان است، آسان است. آنتن های پچ از قطبش دایره ای پشتیبانی می کنند که کاملاً با سیگنال های قطبی دایره ای ارسال شده توسط ماهواره ها مطابقت دارد. آنها بهره بالا  و مرکز فاز پایدار  به طور قابل توجهی عملکرد و قابلیت اطمینان برنامه های زمان بندی را به حداکثر می رساند.

موقعیت یابی با دقت بالا (DGNSS/RTK):  در سناریوهای خاص - مانند اتوبوس های حمل و نقل عمومی که از پانتوگراف های بالای سر برای شارژ استفاده می کنند - فناوری های موقعیت یابی دیفرانسیل GNSS (DGNSS) و زمان واقعی سینماتیک (RTK) می توانند به دقت زیر 1 سانتی متر دست یابند . این دقت در سطح سانتی متری، سیستم پیشرفته کمک راننده خودرو (ADAS) را قادر می سازد تا اتوبوس را به طور بی عیب و نقصی با پانتوگراف هدایت و متصل کند و آسیب فیزیکی ناشی از قضاوت نادرست رانندگان در مورد مانورها را از بین ببرد.

حفاظت از محیط زیست و کاهش تداخل

مقاومت در برابر آب و هوا:  از آنجایی که آنتن های ایستگاه شارژ در معرض قرار گرفتن طولانی مدت در معرض عناصر قرار می گیرند، باید دارای یک دارای استاندارد IP67  و مقاوم در برابر UV باشند. محفظه

محافظت در برابر نوسانات:  رعد و برق خطر قابل توجهی برای شارژرهایی است که فاقد سایبان محافظ هستند. اپراتورها باید به دنبال مدل هایی باشند که با استانداردهای حفاظت از نوسانات IEC 61000-4-5/Class 4 مطابقت داشته باشند.

ضد نشستن پرنده:  پرندگان در حال نشستن می توانند سیگنال های ماهواره را مسدود کنند. برای خنثی کردن این امر، طراحی محوطه یا محل نصب را انتخاب کنید که نشستن را برای پرندگان ناخوشایند یا ناخوشایند کند.

2. تلفن همراه (4G/5G): اتصال پهن باند منطقه-آگنوستیک

شبکه‌های سلولی 4G و 5G راه مناسبی را برای ارائه ایستگاه‌های شارژ با اتصال پهن باند پرسرعت ارائه می‌دهند که نیاز به اجرای کابل‌های اترنت سنتی را از بین می‌برد. در بسیاری از مکان‌های دور، مانند ایستگاه‌های استراحت بزرگراه‌های روستایی، شبکه تلفن همراه اغلب تنها شبکه مخابراتی موجود است. این اتصال یک ستون فقرات حیاتی برای ابتکارات دولت ایالات متحده با هدف ایجاد ایستگاه های شارژ عمومی EV در امتداد بین ایالت ها برای کاهش اضطراب برد است که باعث می شود مصرف کنندگان به مدل های موتور احتراق داخلی (ICE) پایبند باشند.

نکات کلیدی انتخاب و استقرار آنتن

سازگاری باند:  مگر اینکه شارژر همراه با یک طرح بی سیم خاص همراه باشد، نمی توان پیش بینی کرد که کدام اپراتور تلفن همراه پس از نصب، خدمات ارائه می دهد. بنابراین، باند مورد نیاز آنتن باید توسط فرکانس های خاصی که توسط ماژول سلولی داخلی شارژر پشتیبانی می شود تعیین شود.

همزیستی سیگنال و کاهش:  سیستم سلولی باید به طور مسالمت آمیز با سیستم GNSS خود شارژر وجود داشته باشد. آنتن GNSS باید دارای قابلیت های استثنایی رد خارج از باند باشد.  به عنوان مثال، آنتن KEESUN بیش از 80 دسی بل رد در فرکانس های معمول LTE بین 700 مگاهرتز و 1 گیگاهرتز و بیش از 60 دسی بل رد بین 1820 مگاهرتز و 3500 مگاهرتز را فراهم می کند. این تضمین می کند که عملکرد زمان بندی GNSS به خطر نیفتد، حتی زمانی که مستقیماً در مجاورت فرستنده و آنتن LTE نصب شده باشد.

3. Wi-Fi: پهنای باند بالا و اتصال مکمل بدون هزینه

اگر یک پارک تدارکات یا ایستگاه مسافرتی از قبل دارای پوشش گسترده Wi-Fi در فضای باز باشد، Wi-Fi می‌تواند به عنوان شبکه اصلی یا یک شبکه اضافی/بازگشت به تلفن همراه باشد. علاوه بر این، وای فای به عنوان یک پل ایده آل برای ارتباطات خودرو به شارژر عمل می کند.

سناریوهای کاربردی اصلی

دانلود انبوه داده (مثلاً نقشه‌های HD):  خودروهای الکتریکی کاملاً مستقل برای اطمینان از ایمنی به نقشه‌های بسیار دقیق و با وضوح بالا نیاز دارند و این فایل‌های نقشه بسیار زیاد هستند. استفاده از پنجره شارژ خودرو برای دانلود داده های نقشه قسمت بعدی از طریق Wi-Fi به طور کامل از هزینه های گران داده تلفن همراه جلوگیری می کند.

جمع‌آوری داده‌های تله‌ماتیک:  چه وسیله نقلیه کاملاً مستقل باشد یا یک راننده انسانی پشت فرمان، جمع‌آوری داده‌های سلامت و عیب‌یابی خودرو در حالی که در محل شارژر پارک شده است به مدیران ناوگان کمک می‌کند تا مشکلات نوظهور را قبل از تبدیل شدن به تعمیرات پرهزینه و خرابی‌های گسترده شناسایی کنند. در مقایسه با انتقال این داده ها از طریق تلفن همراه در حین حرکت، استفاده از Wi-Fi در شارژر هزینه های اپراتور تلفن همراه را به طور کامل حذف می کند.