u-blox无线通讯解决方案 提升电动车充电桩用户体验并增加营业效益

图１：电动车充电整体功能架构。u-blox由于电动车能减少对环境的冲击、并具备较低的营运和维护成本，同时，在政府补贴政策的推动下，电动车持续快速成长。儘管就整体汽车市场来看，电动车的比例仍低，但由于共享计划、计程车和租赁汽车等採用电动车的比例较高，累积的里程也比传统燃料车辆成长得更快。
随着电动车产业的兴起，电动汽车服务设备（Electric Vehicle Supply Equipment；EVSE）市场也开始蓬勃发展，并带动了电动车充电桩需求的兴起。根据ResearchAndMarkets的报导，预计到2030年，全球EVSE市场规模将达到1,597亿美元，2023-2030年期间複合年成长率为28.9%。
MAYA-W1/W2：基于主机的多重无线电模组兼具Wi-Fi 4/6和蓝牙5.2功能。u-blox
JODY-W2/W3：基于主机的多重无线电模组兼具Wi-Fi和蓝牙功能。u-blox
LILY-W13：超精巧的主机式Wi-Fi模组。u-blox
SARA-R5：具5G扩充性与安全云端功能的LTE-M/NB-IoT模组。u-blox
LARA-R6系列：具备安全云的精巧单模或多模LTE Cat 1模组。u-blox
物联网通信即服务（CaaS）MQTT Anywhere。u-blox
u-blox商业开发经理刘彦呈表示， 除了充电服务，无线通讯也可望带动一系列针对电动车充电桩使用者的新服务，例如连接使用者的资讯娱乐系统、提供有关充电基础设施的资讯、简化和保护计费等。因此，藉由无线通讯技术的导入，Wi-Fi和蜂巢式技术成为连接到云端，以实现智慧控制充电过程的最有效解决方案。
以旅馆、卖场或办公大楼设置的商用充电站来说，除了需要点对点通讯把充电站连结至云端之外，也有可能採用多座充电站以网格网路方式来建置。而在住宅中，则可把充电站连结至家庭闸道器。另一种新兴的可携式充电装置，除了连结至云端，还能导入定位技术，以支援装置追蹤与防盗等功能。
由于充电桩的使用情境各异，因此在设计时需考量不同的连网频宽需求，虽然大部分的使用案例都仅需较低数据传输量，但是有些充电桩会依提供的加值服务，因此必需考虑其多媒体效能的需求。安装的位置也会影响无线通讯技术的选用，例如放置在地下室的充电桩，会影响蜂巢式讯号的传输。这些因素都是在为充电桩导入无线通讯技术时，须完整考量的。
因此，整个电动车充电生态系统将越来越依赖无线通讯技术，除了简单地为车辆充电之外，还能带来新的使用案例并实现新的商业模式。
整体功能架构如图一所述，前端通讯包括无线充电站和车辆之间的有线和无线通讯，主要是监控电动车充电的过程和交换讯息；而后端通讯则包括无线充电站和家户／建筑能源管理系统之间的数据传输。
无线通讯技术所具备的易用性对于打造更方便好用的使用者体验至关重要，其中，Wi-Fi是最常用的无线通讯技术。与第三方云端服务的后端通讯，可以使用Wi-Fi或蜂巢式通讯。例如，蜂巢式技术常用于汽车和共享电动脚踏车、电动滑板车的公共充电站。至于蓝牙，由于它在行动装置上的普及，因此非常适合供技术人员进行初始配置和日后维护之用。
在后端通讯部分，确保数据传输的安全性，是很重要的考量。以具备IoT SaaS功能的u-blox SARA-R5 LTE-M模组为例，由于建置了真正的端到端安全性，使数据传输从装置到终端使用者都受到保护，并可轻鬆连接到先进的u-blox Thingstream IoT云端平台，以加速产品开发，缩短上市时程。
如需要较大的数据传输频宽，LARA-R6为LTE Cat 1模组平台，可透过u-blox的Thingstream平台，提供开箱即用的MQTT Anywhere和MQTT Flex服务，以低功耗、低成本的连接实现全球随时随地的无缝漫游。不论是SARA-R5、还是LARA-R6都可设计在同一块电路板上，满足少量多样与弹性的电动车充电桩客製化需求
在前端通讯方面，若考虑节省空间与成本，採用Wi-Fi和蓝牙的整合模组是很理想的选择。u-blox的多重无线电模组系列有多元选择，例如MAYA-W1/W2是主机式（host-based）模组，支援Wi-Fi 4/6和蓝牙 5.2功能，尺寸精巧且具低功耗，传输速度可达600 Mbit/s。
而JODY-W2/W3为车规主机式模组，支援Wi-Fi 5/6和蓝牙 5.2/5.3功能，可在高达105°C温度的环境运作，适用于比较严苛挑战的应用。若不须蓝牙功能，LILY-W1则为精巧型主机式模组，支援Wi-Fi 802.11b/g/n功能，并具内建天线选项，是极佳的经济设计选项。
由于EVSE充电桩应用必须高度满足使用者，才能提高业者的营业获利，选择解决方案时，务必优先考虑通讯的稳定性，尤其是射频接收的抗干扰性以及严苛环境下的操作性。u-blox具有专业核心技术与完整的解决方案，能确保业者降低成本、加速开发、改善流程，提昇场域管理的效率和竞争力。