Od publicznych stacji ładowania w centrach handlowych i na przystankach autostradowych po stacje ładowania floty na terminalach dla ciężarówek i w parkach logistycznych – infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych (EV) jest wdrażana w różnorodnych środowiskach. We wszystkich tych zastosowaniach łączność bezprzewodowa odgrywa zasadniczą rolę — nie tylko umożliwiając zdalną diagnostykę i oznaczanie czasu transakcji, ale także umożliwiając pojazdom autonomicznym (AV) pobieranie map w wysokiej rozdzielczości (HD).
Obecnie niezawodność ładowarek pozostaje głównym problemem w branży. Badanie przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim dotyczące ładowarek publicznych w rejonie Zatoki San Francisco wykazało, że tylko 72,5% z nich było sprawnych . Bezprzewodowe połączenie sieciowe umożliwia operatorom zdalne monitorowanie, rozwiązywanie problemów, a nawet naprawę sprzętu (np. poprzez zdalne ponowne uruchomienie lub pobranie poprawek), zapobiegając w ten sposób utracie działalności z powodu przestojów. Co więcej, niezawodna łączność gwarantuje, że ładowarki finansowane w ramach programu formuły amerykańskiej krajowej infrastruktury pojazdów elektrycznych (NEVI) będą w stanie spełnić rygorystyczne wymagania dotyczące czasu sprawności na poziomie 97%..
Poniżej znajduje się szczegółowy opis, w jaki sposób GNSS (Globalny System Nawigacji Satelitarnej) , , komórkowy (4G/5G) i Wi-Fi umożliwiają te zastosowania, wraz z kluczowymi kwestiami dotyczącymi wyboru właściwej anteny dla każdej technologii.
1. GNSS: precyzyjne mierzenie czasu i pozycjonowanie
Mimo że stacje ładowania pojazdów elektrycznych są przykręcone do betonowych podstaw i pozostają nieruchome, w dużym stopniu opierają się na systemie GNSS w zastosowaniach wymagających precyzyjnego pomiaru czasu , takich jak generowanie bezpiecznych znaczników czasu dla transakcji płatniczych.
Kluczowe punkty dotyczące wyboru i rozmieszczenia anteny
Anteny krosowe: to idealny wybór. Ponieważ stacje ładowania są montowane na stałe, łatwo jest zapewnić, że antena będzie miała czysty, niczym niezakłócony widok na niebo. Anteny krosowe obsługują polaryzację kołową , która idealnie pasuje do sygnałów o polaryzacji kołowej transmitowanych przez satelity. Ich wysokie wzmocnienie i stabilne centrum fazowe znacznie maksymalizują wydajność i niezawodność zastosowań taktowania.
Precyzyjne pozycjonowanie (DGNSS/RTK): w określonych scenariuszach – takich jak autobusy transportu publicznego wykorzystujące do ładowania pantografy podwieszane – technologie pozycjonowania różnicowego GNSS (DGNSS) i kinematycznego w czasie rzeczywistym (RTK) mogą osiągnąć dokładność poniżej 1 centymetra . Ta centymetrowa precyzja umożliwia zaawansowanemu systemowi wspomagania kierowcy (ADAS) pojazdu bezbłędne prowadzenie i dokowanie autobusu za pomocą pantografu, eliminując fizyczne uszkodzenia spowodowane błędną oceną manewrów kierowcy.
Ochrona środowiska i ograniczanie zakłóceń
Odporność na warunki atmosferyczne: Ponieważ anteny stacji ładujących są narażone na długotrwałe działanie czynników atmosferycznych, muszą mieć obudowę o stopniu ochrony IP67 i odporną na promieniowanie UV .
Ochrona przeciwprzepięciowa: Piorun stwarza znaczne ryzyko dla ładowarek pozbawionych osłony ochronnej. Operatorzy powinni szukać modeli zgodnych ze standardami ochrony przeciwprzepięciowej IEC 61000-4-5/Klasa 4
Ochrona przed ptakami: Ptaki siedzące mogą blokować sygnały satelitarne. Aby temu zapobiec, wybierz projekt obudowy lub miejsce instalacji, które sprawią, że przesiadywanie będzie niewygodne lub niewygodne dla ptaków.
2. Sieć komórkowa (4G/5G): łączność szerokopasmowa niezależna od regionu
Sieci komórkowe 4G i 5G oferują wygodny sposób zapewnienia stacjom ładowania szybkiej łączności szerokopasmowej, eliminując potrzebę stosowania tradycyjnych kabli Ethernet. W wielu odległych lokalizacjach, takich jak przystanki na autostradach wiejskich, często jedyną dostępną siecią telekomunikacyjną jest sieć komórkowa. Ta łączność stanowi kluczowy szkielet dla inicjatyw rządu USA mających na celu budowę publicznych stacji ładowania pojazdów elektrycznych wzdłuż autostrad międzystanowych, aby złagodzić obawy dotyczące zasięgu, które sprawiają, że konsumenci wolą modele z silnikami spalinowymi (ICE).
Kluczowe punkty dotyczące wyboru i rozmieszczenia anteny
Zgodność pasma: Jeśli ładowarka nie jest dołączona do zestawu z konkretnym planem sieci bezprzewodowej, nie można przewidzieć, który operator komórkowy będzie świadczył usługi po jej zainstalowaniu. Dlatego wymagania dotyczące pasma anteny muszą być określone na podstawie konkretnych częstotliwości obsługiwanych przez wewnętrzny moduł komórkowy ładowarki.
Współistnienie sygnału i jego łagodzenie: System komórkowy musi pokojowo współistnieć z własnym systemem GNSS ładowarki. Antena GNSS musi charakteryzować się wyjątkową zdolnością odrzucania sygnału pozapasmowego. Na przykład antena KEESUN zapewnia tłumienie większe niż 80 dB w powszechnie używanych częstotliwościach LTE od 700 MHz do 1 GHz i tłumienie większe niż 60 dB w zakresie od 1820 MHz do 3500 MHz. Gwarantuje to, że wydajność synchronizacji GNSS nie zostanie pogorszona, nawet jeśli zostanie zainstalowany bezpośrednio w sąsiedztwie nadajnika LTE i anteny.
3. Wi-Fi: dodatkowa łączność o dużej przepustowości i bezpłatna
Jeśli park logistyczny lub przystanek podróży ma już rozległy zasięg Wi-Fi na zewnątrz, Wi-Fi może służyć jako sieć podstawowa lub sieć nadmiarowa/awaryjna dla sieci komórkowej. Ponadto Wi-Fi stanowi idealny most do komunikacji między pojazdem a ładowarką.
Podstawowe scenariusze zastosowań
Masowe pobieranie danych (np. mapy HD): w pełni autonomiczne pojazdy elektryczne wymagają niezwykle szczegółowych map o wysokiej rozdzielczości, aby zapewnić bezpieczeństwo, a te pliki map są ogromne. Wykorzystywanie okna ładowania pojazdu do pobierania danych map następnego etapu przez Wi-Fi doskonale pozwala uniknąć kosztownych opłat za transmisję danych komórkowych.
Gromadzenie danych telematycznych: niezależnie od tego, czy pojazd jest w pełni autonomiczny, czy też za kierownicą prowadzi człowiek, pobieranie danych o stanie pojazdu i danych diagnostycznych, gdy jest on zaparkowany przy ładowarce, pomaga menedżerom flot identyfikować pojawiające się problemy, zanim przerodzą się one w kosztowne naprawy i długie przestoje. W porównaniu z przesyłaniem tych danych przez komórkę w drodze, korzystanie z Wi-Fi na ładowarce całkowicie eliminuje opłaty operatora komórkowego.
