u-blox無線通訊解決方案 提升電動車充電樁用戶體驗並增加營業效益

圖１：電動車充電整體功能架構。u-blox

由於電動車能減少對環境的衝擊、並具備較低的營運和維護成本，同時，在政府補貼政策的推動下，電動車持續快速成長。儘管就整體汽車市場來看，電動車的比例仍低，但由於共享計劃、計程車和租賃汽車等採用電動車的比例較高，累積的里程也比傳統燃料車輛成長得更快。

隨著電動車產業的興起，電動汽車服務設備（Electric Vehicle Supply Equipment；EVSE）市場也開始蓬勃發展，並帶動了電動車充電樁需求的興起。根據ResearchAndMarkets的報導，預計到2030年，全球EVSE市場規模將達到1,597億美元，2023-2030年期間複合年成長率為28.9%。

u-blox商業開發經理劉彥呈表示，「除了充電服務，無線通訊也可望帶動一系列針對電動車充電樁使用者的新服務，例如連接使用者的資訊娛樂系統、提供有關充電基礎設施的資訊、簡化和保護計費等。因此，藉由無線通訊技術的導入，Wi-Fi和蜂巢式技術成為連接到雲端，以實現智慧控制充電過程的最有效解決方案。」

以旅館、賣場或辦公大樓設置的商用充電站來說，除了需要點對點通訊把充電站連結至雲端之外，也有可能採用多座充電站以網格網路方式來建置。而在住宅中，則可把充電站連結至家庭閘道器。另一種新興的可攜式充電裝置，除了連結至雲端，還能導入定位技術，以支援裝置追蹤與防盜等功能。

由於充電樁的使用情境各異，因此在設計時需考量不同的連網頻寬需求，雖然大部分的使用案例都僅需較低數據傳輸量，但是有些充電樁會依提供的加值服務，因此必需考慮其多媒體效能的需求。安裝的位置也會影響無線通訊技術的選用，例如放置在地下室的充電樁，會影響蜂巢式訊號的傳輸。這些因素都是在為充電樁導入無線通訊技術時，須完整考量的。

因此，整個電動車充電生態系統將越來越依賴無線通訊技術，除了簡單地為車輛充電之外，還能帶來新的使用案例並實現新的商業模式。

整體功能架構如圖一所述，前端通訊包括無線充電站和車輛之間的有線和無線通訊，主要是監控電動車充電的過程和交換訊息；而後端通訊則包括無線充電站和家戶／建築能源管理系統之間的數據傳輸。

無線通訊技術所具備的易用性對於打造更方便好用的使用者體驗至關重要，其中，Wi-Fi是最常用的無線通訊技術。與第三方雲端服務的後端通訊，可以使用Wi-Fi或蜂巢式通訊。例如，蜂巢式技術常用於汽車和共享電動腳踏車、電動滑板車的公共充電站。至於藍牙，由於它在行動裝置上的普及，因此非常適合供技術人員進行初始配置和日後維護之用。

在後端通訊部分，確保數據傳輸的安全性，是很重要的考量。以具備IoT SaaS功能的u-blox SARA-R5 LTE-M模組為例，由於建置了真正的端到端安全性，使數據傳輸從裝置到終端使用者都受到保護，並可輕鬆連接到先進的u-blox Thingstream IoT雲端平台，以加速產品開發，縮短上市時程。

如需要較大的數據傳輸頻寬，LARA-R6為LTE Cat 1模組平台，可透過u-blox的Thingstream平台，提供開箱即用的MQTT Anywhere和MQTT Flex服務，以低功耗、低成本的連接實現全球隨時隨地的無縫漫遊。不論是SARA-R5、還是LARA-R6都可設計在同一塊電路板上，滿足少量多樣與彈性的電動車充電樁客製化需求

在前端通訊方面，若考慮節省空間與成本，採用Wi-Fi和藍牙的整合模組是很理想的選擇。u-blox的多重無線電模組系列有多元選擇，例如MAYA-W1/W2是主機式（host-based）模組，支援Wi-Fi 4/6和藍牙 5.2功能，尺寸精巧且具低功耗，傳輸速度可達600 Mbit/s。

而JODY-W2/W3為車規主機式模組，支援Wi-Fi 5/6和藍牙 5.2/5.3功能，可在高達105°C溫度的環境運作，適用於比較嚴苛挑戰的應用。若不須藍牙功能，LILY-W1則為精巧型主機式模組，支援Wi-Fi 802.11b/g/n功能，並具內建天線選項，是極佳的經濟設計選項。

由於EVSE充電樁應用必須高度滿足使用者，才能提高業者的營業獲利，選擇解決方案時，務必優先考慮通訊的穩定性，尤其是射頻接收的抗干擾性以及嚴苛環境下的操作性。u-blox具有專業核心技術與完整的解決方案，能確保業者降低成本、加速開發、改善流程，提昇場域管理的效率和競爭力。