Des bornes de recharge publiques dans les centres commerciaux et aux arrêts d’autoroute aux dépôts de recharge de flotte dans les terminaux routiers et les parcs logistiques, l’infrastructure de recharge des véhicules électriques (VE) est déployée dans un large éventail d’environnements. Dans toutes ces applications, la connectivité sans fil joue un rôle fondamental, non seulement en permettant le diagnostic à distance et l'horodatage des transactions, mais également en permettant aux véhicules autonomes (AV) de télécharger des cartes haute définition (HD).
Actuellement, la fiabilité des chargeurs reste un problème majeur de l’industrie. Une étude de l'Université de Californie sur les chargeurs publics dans la région de la baie de San Francisco a révélé que seulement 72,5 % étaient fonctionnels . Une connexion réseau sans fil permet aux opérateurs de surveiller, dépanner et même réparer l'équipement à distance (par exemple via un redémarrage à distance ou un téléchargement de correctifs), évitant ainsi les pertes d'activité dues aux temps d'arrêt. De plus, une connectivité fiable garantit que les chargeurs financés par le programme américain National Electric Vehicle Infrastructure (NEVI) peuvent répondre à l' exigence stricte de disponibilité de 97 %..
Vous trouverez ci-dessous une description détaillée de la manière dont le GNSS (Global Navigation Satellite System) , cellulaire (4G/5G) et le Wi-Fi permettent ces applications, ainsi que des considérations clés lors de la sélection de la bonne antenne pour chaque technologie.
1. GNSS : synchronisation et positionnement de haute précision
Même si les bornes de recharge pour véhicules électriques sont boulonnées sur des bases en béton et restent stationnaires, elles s'appuient fortement sur le GNSS pour des applications de synchronisation précise , telles que la génération d'horodatages sécurisés pour les transactions de paiement.
Points clés de sélection et de déploiement d’antenne
Antennes patch : c’est le choix idéal. Étant donné que les bornes de recharge sont montées en permanence, il est facile de garantir que l’antenne offre une vue dégagée et dégagée sur le ciel. Les antennes patch prennent en charge la polarisation circulaire , qui correspond parfaitement aux signaux à polarisation circulaire transmis par les satellites. Leur gain élevé et leur centre de phase stable maximisent considérablement les performances et la fiabilité des applications de synchronisation.
Positionnement de haute précision (DGNSS/RTK) : dans des scénarios spécifiques, tels que les bus de transport en commun qui utilisent des pantographes aériens pour la recharge, les technologies de positionnement GNSS différentiel (DGNSS) et cinématique en temps réel (RTK) peuvent atteindre une précision inférieure à 1 centimètre . Cette précision centimétrique permet au système avancé d'aide à la conduite (ADAS) du véhicule de guider et d'arrimer parfaitement le bus au pantographe, éliminant ainsi les dommages physiques causés lorsque les conducteurs jugent mal les manœuvres.
Protection de l'environnement et atténuation des interférences
Résistance aux intempéries : étant donné que les antennes des stations de recharge sont exposées à long terme aux éléments, elles doivent être dotées d'un boîtier classé IP67 et résistant aux UV .
Protection contre les surtensions : la foudre présente un risque important pour les chargeurs dépourvus de capot de protection. Les opérateurs doivent rechercher des modèles conformes aux normes de protection contre les surtensions CEI 61000-4-5/Classe 4.
Anti-oiseaux perchés : les oiseaux percheurs peuvent bloquer les signaux satellite. Pour éviter cela, choisissez une conception d’enclos ou un emplacement d’installation qui rend le perchage inconfortable ou peu pratique pour les oiseaux.
2. Cellulaire (4G/5G) : connectivité haut débit indépendante de la région
Les réseaux cellulaires 4G et 5G offrent un moyen pratique de fournir aux stations de recharge une connectivité haut débit à haut débit, éliminant ainsi le besoin d'utiliser des câbles Ethernet traditionnels. Dans de nombreuses régions éloignées, telles que les aires de repos des autoroutes rurales, le réseau cellulaire est souvent le seul réseau de télécommunications disponible. Cette connectivité est un élément essentiel des initiatives du gouvernement américain visant à construire des bornes de recharge publiques pour véhicules électriques le long des autoroutes afin d'atténuer l'anxiété liée à l'autonomie qui pousse les consommateurs à s'en tenir aux modèles à moteur à combustion interne (ICE).
Points clés de sélection et de déploiement d’antenne
Compatibilité des bandes : à moins qu'un chargeur ne soit fourni avec un forfait sans fil spécifique, il est impossible de prédire quel opérateur mobile fournira le service une fois installé. Par conséquent, les exigences de bande de l'antenne doivent être déterminées par les fréquences spécifiques prises en charge par le module cellulaire interne du chargeur.
Coexistence et atténuation des signaux : le système cellulaire doit coexister pacifiquement avec le propre système GNSS du chargeur. L'antenne GNSS doit présenter des capacités de réjection hors bande exceptionnelles. Par exemple, l'antenne KEESUN fournit une réjection supérieure à 80 dB aux fréquences LTE couramment utilisées entre 700 MHz et 1 GHz, et une réjection supérieure à 60 dB entre 1 820 MHz et 3 500 MHz. Cela garantit que les performances de synchronisation GNSS ne sont pas compromises, même lorsqu'il est installé directement à côté d'un émetteur et d'une antenne LTE.
3. Wi-Fi : connectivité complémentaire haut débit et gratuite
Si un parc logistique ou une étape de voyage dispose déjà d'une couverture Wi-Fi extérieure étendue, le Wi-Fi peut servir soit de réseau principal, soit de réseau redondant/de repli vers le cellulaire. De plus, le Wi-Fi constitue un pont idéal pour les communications entre le véhicule et le chargeur.
Scénarios d'application de base
Téléchargements massifs de données (par exemple, cartes HD) : les véhicules électriques entièrement autonomes nécessitent des cartes incroyablement détaillées et haute résolution pour garantir la sécurité, et ces fichiers cartographiques sont énormes. L'utilisation de la fenêtre de chargement du véhicule pour télécharger les données cartographiques de l'étape suivante via Wi-Fi évite parfaitement les frais de données cellulaires coûteux.
Collecte de données télématiques : qu'un véhicule soit entièrement autonome ou qu'il ait un conducteur humain au volant, l'extraction des données de santé et de diagnostic du véhicule pendant qu'il est garé près du chargeur aide les gestionnaires de flotte à identifier les problèmes émergents avant qu'ils ne dégénèrent en réparations coûteuses et en temps d'arrêt prolongés. Par rapport à la transmission de ces données via un réseau cellulaire lors de vos déplacements, l'utilisation du Wi-Fi sur le chargeur élimine entièrement les frais de l'opérateur mobile.
