Инфраструктура зарядки электромобилей (EV) развертывается в самых разных условиях: от общественных зарядных станций в торговых центрах и остановках на шоссе до зарядных станций на грузовых терминалах и логистических парках. Во всех этих приложениях беспроводная связь играет фундаментальную роль — не только обеспечивая возможность удаленной диагностики и отметки времени транзакций, но также позволяя автономным транспортным средствам (AV) загружать карты высокой четкости (HD).
В настоящее время надежность зарядных устройств остается основной проблемой отрасли. Исследование Калифорнийского университета по общественным зарядным устройствам в районе залива Сан-Франциско показало, что только 72,5% из них работали . Беспроводное сетевое соединение позволяет операторам удаленно контролировать, устранять неполадки и даже ремонтировать оборудование (например, посредством удаленной перезагрузки или загрузки исправлений), тем самым предотвращая потерю бизнеса из-за простоя. Кроме того, надежное подключение гарантирует, что зарядные устройства, финансируемые Формульной программой Национальной инфраструктуры электромобилей США (NEVI), могут соответствовать строгим требованиям 97% времени безотказной работы..
Ниже приводится подробное описание того, как GNSS (глобальная навигационная спутниковая система) , сотовой связи (4G/5G) и Wi-Fi обеспечивают работу этих приложений, а также основные моменты, которые необходимо учитывать при выборе правильной антенны для каждой технологии.
1. ГНСС: высокоточная синхронизация и позиционирование
Несмотря на то, что зарядные станции для электромобилей прикреплены болтами к бетонным основаниям и остаются неподвижными, они в значительной степени полагаются на GNSS для приложений точного времени , таких как создание безопасных меток времени для платежных транзакций.
Ключевые моменты выбора и развертывания антенны
Патч-антенны: это идеальный выбор. Поскольку зарядные станции установлены стационарно, можно легко обеспечить свободный и беспрепятственный обзор неба с антенны. Патч-антенны поддерживают круговую поляризацию , которая идеально соответствует сигналам с круговой поляризацией, передаваемым спутниками. Их высокий коэффициент усиления и стабильный фазовый центр значительно увеличивают производительность и надежность приложений синхронизации.
Высокоточное позиционирование (DGNSS/RTK). В определенных сценариях, например в автобусах общественного транспорта, которые используют подвесные токоприемники для зарядки, технологии дифференциального GNSS (DGNSS) и кинематического позиционирования в реальном времени (RTK) могут достигать точности менее 1 сантиметра . Такая точность на уровне сантиметра позволяет усовершенствованной системе помощи водителю (ADAS) автомобиля безупречно направлять и стыковать автобус с пантографом, исключая физический ущерб, вызванный неправильной оценкой маневров водителями.
Защита окружающей среды и уменьшение помех
Устойчивость к атмосферным воздействиям. Поскольку антенны зарядной станции подвергаются длительному воздействию непогоды, они должны иметь корпус со степенью защиты IP67 и устойчивый к ультрафиолетовому излучению .
Защита от перенапряжения: Молния представляет собой значительный риск для зарядных устройств, не имеющих защитного кожуха. Операторам следует искать модели, соответствующие стандартам защиты от перенапряжений IEC 61000-4-5/класс 4.
Защита от посадки птиц: сидящие птицы могут блокировать спутниковые сигналы. Чтобы избежать этого, выберите такую конструкцию вольера или место установки, при которой птицам будет неудобно или неудобно сидеть.
2. Сотовая связь (4G/5G): широкополосное подключение независимо от региона.
Сотовые сети 4G и 5G предлагают удобный способ обеспечить зарядные станции высокоскоростным широкополосным подключением, устраняя необходимость прокладки традиционных кабелей Ethernet. Во многих отдаленных местах, таких как остановки для отдыха на сельских дорогах, сотовая связь часто является единственной доступной телекоммуникационной сетью. Эта связь является важной основой для инициатив правительства США, направленных на строительство общественных зарядных станций для электромобилей вдоль межштатных автомагистралей, чтобы уменьшить беспокойство по поводу запаса хода, которое заставляет потребителей придерживаться моделей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).
Ключевые моменты выбора и развертывания антенны
Совместимость с диапазоном: если зарядное устройство не поставляется в комплекте с конкретным тарифным планом беспроводной связи, невозможно предсказать, какой оператор мобильной связи будет предоставлять услуги после его установки. Таким образом, требования к полосе частот антенны должны определяться конкретными частотами, поддерживаемыми внутренним модулем сотовой связи зарядного устройства.
Сосуществование сигналов и смягчение их последствий. Сотовая система должна мирно сосуществовать с собственной системой GNSS зарядного устройства. Антенна GNSS должна обладать исключительными возможностями подавления внеполосных сигналов. Например, антенна KEESUN обеспечивает подавление более 80 дБ на широко используемых частотах LTE от 700 МГц до 1 ГГц и подавление более 60 дБ в диапазоне от 1820 МГц до 3500 МГц. Это гарантирует, что характеристики синхронизации GNSS не будут нарушены даже при установке в непосредственной близости от передатчика и антенны LTE.
3. Wi-Fi: высокая пропускная способность и бесплатное дополнительное подключение.
Если логистический парк или передвижная остановка уже имеют широкое покрытие Wi-Fi на открытом воздухе, Wi-Fi может служить либо основной сетью, либо резервной/резервной сетью для сотовой связи. Кроме того, Wi-Fi служит идеальным мостом для связи между автомобилем и зарядным устройством.
Основные сценарии применения
Массовая загрузка данных (например, карт HD). Полностью автономным электромобилям для обеспечения безопасности требуются невероятно подробные карты с высоким разрешением, а эти файлы карт огромны. Использование окна зарядки автомобиля для загрузки картографических данных следующего этапа через Wi-Fi позволяет избежать дорогостоящей платы за передачу данных по сотовой связи.
Сбор телематических данных: независимо от того, является ли транспортное средство полностью автономным или за рулем находится человек-водитель, получение данных о состоянии и диагностике автомобиля, пока оно припарковано у зарядного устройства, помогает менеджерам автопарков выявлять возникающие проблемы, прежде чем они перерастут в дорогостоящий ремонт и длительные простои. По сравнению с передачей этих данных по сотовой сети в дороге, использование Wi-Fi на зарядном устройстве полностью исключает плату за услуги мобильного оператора.
