Từ các trạm sạc công cộng tại trung tâm thương mại và các điểm dừng di chuyển trên đường cao tốc đến các kho sạc của đội xe tại bến xe tải và khu hậu cần, cơ sở hạ tầng sạc xe điện (EV) đang được triển khai trên nhiều môi trường khác nhau. Trong tất cả các ứng dụng này, kết nối không dây đóng vai trò cơ bản—không chỉ bằng cách cho phép chẩn đoán từ xa và ghi thời gian giao dịch mà còn bằng cách cho phép các phương tiện tự hành (AV) tải xuống bản đồ độ phân giải cao (HD).
Hiện tại, độ tin cậy của bộ sạc vẫn là điểm yếu lớn của ngành. Một nghiên cứu của Đại học California về các bộ sạc công cộng ở Khu vực Vịnh San Francisco cho thấy chỉ có 72,5% còn hoạt động . Kết nối mạng không dây cho phép người vận hành giám sát, khắc phục sự cố và thậm chí sửa chữa thiết bị từ xa (chẳng hạn như thông qua khởi động lại từ xa hoặc tải xuống bản vá), từ đó ngăn chặn hoạt động kinh doanh bị mất do thời gian ngừng hoạt động. Hơn nữa, khả năng kết nối đáng tin cậy đảm bảo rằng các bộ sạc được tài trợ bởi Chương trình Công thức Cơ sở hạ tầng Xe điện Quốc gia (NEVI) của Hoa Kỳ có thể đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian hoạt động 97%.
Dưới đây là bảng phân tích chi tiết về cách GNSS (Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu) , Di động (4G/5G) và Wi-Fi kích hoạt các ứng dụng này, cùng với những cân nhắc chính khi chọn ăng-ten phù hợp cho từng công nghệ.
1. GNSS: Định giờ và định vị chính xác cao
Mặc dù các trạm sạc xe điện được gắn chặt vào đế bê tông và đứng yên nhưng chúng vẫn phụ thuộc rất nhiều vào GNSS cho các ứng dụng tính thời gian chính xác , chẳng hạn như tạo dấu thời gian an toàn cho các giao dịch thanh toán.
Những điểm chính về lựa chọn và triển khai ăng-ten
Patch Antennas: Đây là sự lựa chọn lý tưởng. Vì các trạm sạc được gắn cố định nên dễ dàng đảm bảo ăng-ten có tầm nhìn rõ ràng, không bị cản trở ra bầu trời. Ăng-ten vá hỗ trợ phân cực tròn , hoàn toàn phù hợp với tín hiệu phân cực tròn được truyền bởi vệ tinh. của chúng Độ lợi cao và tâm pha ổn định tối đa hóa đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của các ứng dụng định giờ.
Định vị có độ chính xác cao (DGNSS/RTK): Trong các tình huống cụ thể—chẳng hạn như xe buýt vận chuyển công cộng sử dụng thiết bị truyền tín hiệu phía trên để sạc—các công nghệ định vị GNSS vi sai (DGNSS) và Động học thời gian thực (RTK) có thể đạt được độ chính xác dưới 1 cm . Độ chính xác đến từng centimet này cho phép Hệ thống hỗ trợ người lái nâng cao (ADAS) của xe hướng dẫn và gắn xe buýt một cách hoàn hảo với cần tiếp điện, loại bỏ thiệt hại vật lý gây ra khi người lái xe đánh giá sai thao tác.
Bảo vệ môi trường và giảm thiểu can thiệp
Khả năng chống chịu thời tiết: Vì ăng-ten của trạm sạc phải tiếp xúc lâu dài với các tác nhân bên ngoài nên chúng phải có lớp vỏ hạng IP67 và xếp chống tia cực tím .
Chống sốc điện: Sét gây ra rủi ro đáng kể đối với các bộ sạc không có vỏ bảo vệ. Người vận hành nên tìm kiếm các mẫu máy tuân thủ tiêu chuẩn chống sét lan truyền IEC 61000-4-5/Class 4
Chống chim đậu: Chim đậu có thể chặn tín hiệu vệ tinh. Để ngăn chặn điều này, hãy chọn thiết kế bao vây hoặc vị trí lắp đặt khiến chim đậu không thoải mái hoặc bất tiện.
2. Mạng di động (4G/5G): Kết nối băng thông rộng theo khu vực
Mạng di động 4G và 5G cung cấp một cách thuận tiện để cung cấp cho các trạm sạc khả năng kết nối băng thông rộng tốc độ cao, loại bỏ nhu cầu chạy cáp Ethernet truyền thống. Ở nhiều địa điểm xa xôi, chẳng hạn như các điểm dừng nghỉ trên đường cao tốc ở nông thôn, mạng di động thường là mạng viễn thông duy nhất hiện có. Khả năng kết nối này là xương sống quan trọng cho các sáng kiến của chính phủ Hoa Kỳ nhằm xây dựng các trạm sạc xe điện công cộng dọc theo các tiểu bang nhằm giảm bớt lo lắng về phạm vi khiến người tiêu dùng gắn bó với các mẫu động cơ đốt trong (ICE).
Những điểm chính về lựa chọn và triển khai ăng-ten
Khả năng tương thích băng tần: Trừ khi bộ sạc đi kèm với gói không dây cụ thể, không thể dự đoán nhà cung cấp dịch vụ di động nào sẽ cung cấp dịch vụ sau khi cài đặt. Do đó, yêu cầu về băng tần của ăng-ten phải được xác định theo tần số cụ thể được hỗ trợ bởi mô-đun di động bên trong bộ sạc.
Sự cùng tồn tại và giảm thiểu tín hiệu: Hệ thống di động phải cùng tồn tại hòa bình với hệ thống GNSS của chính bộ sạc. Ăng-ten GNSS phải có khả năng loại bỏ ngoài băng tần đặc biệt. Ví dụ: ăng-ten KEESUN cung cấp khả năng loại bỏ lớn hơn 80 dB ở tần số LTE thường được sử dụng trong khoảng từ 700 MHz đến 1 GHz và loại bỏ lớn hơn 60 dB trong khoảng từ 1820 MHz đến 3500 MHz. Điều này đảm bảo rằng hiệu suất định thời của GNSS không bị ảnh hưởng, ngay cả khi được lắp đặt trực tiếp cạnh bộ phát và ăng-ten LTE.
3. Wi-Fi: Kết nối bổ sung băng thông cao và miễn phí
Nếu một khu hậu cần hoặc điểm dừng du lịch đã có phạm vi phủ sóng Wi-Fi ngoài trời rộng rãi thì Wi-Fi có thể đóng vai trò là mạng chính hoặc mạng dự phòng/mạng dự phòng cho mạng di động. Ngoài ra, Wi-Fi còn đóng vai trò là cầu nối lý tưởng cho việc liên lạc giữa xe với bộ sạc.
Kịch bản ứng dụng cốt lõi
Tải xuống dữ liệu khổng lồ (ví dụ: Bản đồ HD): Xe điện tự động hoàn toàn yêu cầu bản đồ có độ phân giải cao, cực kỳ chi tiết để đảm bảo an toàn và các tệp bản đồ này rất lớn. Việc sử dụng cửa sổ sạc của xe để tải xuống dữ liệu bản đồ của chặng tiếp theo qua Wi-Fi giúp tránh hoàn toàn phí dữ liệu di động đắt đỏ.
Thu thập dữ liệu viễn thông: Cho dù một chiếc xe là xe tự lái hoàn toàn hay có người lái ngồi sau tay lái, việc thu thập dữ liệu chẩn đoán và tình trạng xe khi xe đang đỗ ở bộ sạc sẽ giúp các nhà quản lý đội xe xác định các vấn đề mới nổi trước khi chúng chuyển sang giai đoạn sửa chữa tốn kém và thời gian ngừng hoạt động kéo dài. So với việc truyền dữ liệu này qua mạng di động khi đang di chuyển, việc sử dụng Wi-Fi ở bộ sạc sẽ loại bỏ hoàn toàn phí của nhà cung cấp dịch vụ di động.
