. 06. 07. 1 Service / Infrastructure KRnet Division
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1. 연구개발동향 기존기술분석 [ 근거리 ] 회사명 방식 전송거리 / 효율 규격 ( 크기 / 주파수 ) 특징 ( 장단점 ) 년도 비고 WiTricity 자기공명 60cm/ 9.9MHz MIT 원천특허이용 60W 2007 INTEL 자기공명 Tx/Rx : 60cm 전송주파수조정 Rx 12W 2011 KETI 자기공명 Tx: 2m x 0.75m, Rx: 0.6m 전송방향조정 십자형공진기 2015 KAIST 자기공명자기공명 Tx: 100 x 100(cm) /280kHz Core: 300cm Coil : 100cm /20kHz 30W 2015 DCRS* 209W 2015 DCRS* Google 자기유도 Tx: 56 x 47(cm) Rx: 84 x 41(cm) 자율주행자동차무선충전현장시험 최대 7.2kW 2011-2016 Plugless, Momentum Dynamic, HEVO KERI 자기공명자기공명 40cm( 중계코일 ) /250kHz Tx: 80 x 40(cm) Rx: 25 x 25(cm) 200W 2012 3.3, 6.6, 20kW EV 무선충전 국제전기자동차엑스포 3 ETRI 자기공명전자기공명 Tx: 45 x45(cm) Rx: 40 (cm) Coil: 50(cm) 균일장생성기술 60W 실내 3차원공간 다중무선충전 2014 3 차원자유도 2020 고효율 Service / Infrastructure 원거리 Division KRnet
1. 연구개발동향 기존기술분석 [ 원거리 ] 회사명 방식 전송거리 / 효율 규격 ( 크기 / 주파수 ) 특징 ( 장단점 ) 년도 비고 KERI 마이크로파 2.45GHz - 부피가큼 -10kW 1998 마그네트론송신이용 RF-DC 효율 Ossia (Cota) RF 2.4 GHz -Tx: 10W, Rx: 6W -Time Reverse 기술 2013 RF-RF 효율 Energous (Wattup) RF 2.4 GHz (BLE) 5.8 GHz (Energy) -BLE 인증필요 2015 성균관대 WPSN* 920 MHz -6 개 Tx 안테나사용 2016 RF-RF 효율 Wi-Charge Infrared laser Tx: 10 x 10 x 7(cm) Rx: 1 x 1 x 0.6(cm) -IEC60825 1 등급 -80 충전범위 -Tx: 10W, Rx: 5W 2013 동글필요 ubeam ultrasonic 45-75 khz - 가시선상서동작 - 인체에무해 - 기기간섭최소 2015 316 W/m 2 3 kw/m 2 Disney QSCR (Quasistatic Cavity Resonance) 2.3 x 0.072 m ( 금속폴 ) 0.28 m (drive coil) /1.32 MHz - 룸벽알루미늄완전차폐구조 *Wireless-Powered Sensor Networks Service / Infrastructure Division KRnet
WiTricity 제품명 WT8800 (IC) WiT-5000 WiT-3300 방식 AirFuel Certified, Class 4 PTU 자기공명 자기공명 Tx Power 30W 24W(12V, 2A) 3.3 kw Rx Power 10W Operating Frequency 6.78 MHz 6.78 MHz 85 khz Charging Area 15cm x 10cm 13cm x 15cm 50cm x 50cm x 5cm; 13.6 kg Z Range* +/- 30mm (X&Y) 5mm - 45mm 10cm Efficiency 75% 60% 89% 제품형상 * Coil-to-coil distance 도요타에적용 Service / Infrastructure Division KRnet
Intel Alanoson P. S. et al., Analysis, Experimental Results, and Range Adaptation of Magnetically Coupled Resonators for Wireless Power Transfer, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 58, Issue 2, 2011 특징 직경 60 cm스파이럴구조의자기공명무선전력전송분석및구현 제안된공진기의구조 ( 효율 ) 전송거리변화에따른최적전송주파수조정을이용한최대 RF to RF 효율이 80 cm거리에서약 70% 로측정 ( 응용 ) 전송거리 12W 급 Laptop 무선전력전송시스템구현 (RF to DC 효율 50% @ 70 cm ) Service / Infrastructure KRnet Division
KETI KETI 에서는자기공진형무선충전기술의 SoC 및 S/W 개발에집중하고있음 ( 10~) 자기장통신과연계하여제어를수행하는기술을개발하고있음 특징 최대 1.4m 의거리에서다중기기동시충전기술개발 ( 14) 자기공명기술을이용하여최대 1.4m 의거리에서스마트디바이스충전기술개발 효율언급없음 송신 : 2m x 0.75m(crossed-pair), 수신 : 0.6m 전송거리 : 68%@1m, 30%@1.5m Service / Infrastructure KRnet Division
KAIST C.B.Park, et al., Innovative 5-m-Off-Distance Inductive Power Transfer Systems With Optimally Shaped Dipole Coils, IEEE Trans. On Power Electronics, vol. 30, no. 2, Feb., 2015. Dipole Coil Resonant System(DCRS) 공진기 : 3m 의 dipole type magnetic core 와 1m 의 helical coil 로구성 주파수 : 20kHz 전송전력및효율 (RF to DC) : 5m 에서 209W 전송및 8% 효율 쌍극형다이폴코일구성도 쌍극형다이폴코일 RF/DC 효율 쌍극형다이폴코일 5m 시연시스템 십자형다이폴코일구성도 십자형다이폴시뮬레이션 십자형다이폴코일무선충전시스템 Service / Infrastructure Division KRnet
Google 2011년부터 Google에서자율주행자동차에무선충전적용연구진행 Plugless, Momentum Dynamic, HEVO의무선충전시스템이적용시험되고있음 Plugless는현재 EV용무선충전시스템을판매하고있음 방식 : 자기유도, 전력 : 최대 7.2kW, 전송거리 : 10cm 공진기 (cm 2 ) : 56x47(TX), 84x41(RX) Momentum Dynamic은현재 Google 본사에무선충전시스템을시범서비스중 방식 : 자기유도, 전력 : 3.3kW( 최대 200kW까지가능 ) HEVO도현재 Google 본사에무선충전시스템을시범서비스중 방식 : 자기유도, 전력 : 1.5kW Momentum 구글무선충전자율주행자동차 Plugless HEVO Service / Infrastructure Division KRnet
KERI 에너지중계기술을이용한무선전력전송기술 중계공진코일을이용한무선전력전송구성도 250kHz, 75% @1m, 200W 급 6.78MHz, 80% @1.2m 마이크로파원거리무선전력전송 EV 무선충전시스템 10kW 급마이크로파시스템 3.3, 6.6, 20kW EV 무선충전시스템 Service / Infrastructure Division KRnet
ETRI 전송방식 : 자기공명 (magnetic resonance) 전송주파수 : 1.78MHz, 300kHz, 140kHz 송신기출력 : 100W( 최대 ) 수신기입력 : 60W( 최대 ) 동위상이중급전, 균일장형성, 부하변동제어기술 전송주파수제어, 360도자유도 인체접근감지및송신전력제어 시제품 : 전기자전거, 드론무선충전시스템 E-Cup(CES 전시품 ) 3D 무선충전시스템 (E-Cup) Service / Infrastructure KRnet Division
Ossia (Cota) 2013 Techcrunch에서시연 10m 거리에서스마트폰충전 (2.4GHz, Rx: 1W) SWS1410 송신칩 (10W) 및 SWS1420 수신칩 (6W) 개발 (2015) 효율 12.5% @9m(RF-RF 효율 ) SWS1420 http://www.radiolocman.com/news/new.html?di=162259 https://www.youtube.com/watch?v=hefpgx51cas Service / Infrastructure Division KRnet
Energous (Wattup) CES 2015~ 에서시연 동시 12 개수신기충전가능 (1-4 W @6m) 효율 2% @30cm (WattUp mini) Estimated WattUp mini performance at different distances 거리 [cm] 15 30 60 120 Rx Power [mw] 0.06 0.02 0.00 0.001 충전시간 [day] 1916 7664 30566 122619 WattUp mini (Tx: 100mW) https://seekingalpha.com/article/3964405-wattup-mini-will-save-energous Service / Infrastructure Division KRnet
성균관대학교 Adaptive energy beamforming scheme 을사용한 WPSN Transfer Efficiency (%) 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4-920MHz, 6 Tx-antennas -Eff.: 0.03~1.6% 0.2 0.0 1 2 3 4 5 Distance(m) https://summer.kics.or.kr/storage/paper/event/2016summer/publish/7d-1.pdf Service / Infrastructure Division KRnet
Wi-Charge Ltd. Infrared laser 충전방식사용 Beta version Q4/2016 출시예정 휴대폰의경우 3m 테이블에서 80 충전범위시연 (Line of sight 충전, E/O 컨버전효율 23% LIGHTS(Tx) NUMBER OF CLIENTS TOTAL DELIVERED POWER FIELD OF VIEW MAX TRANSMISSION DISTANCE OUTPUT VOLTAGE DIMENSIONS 1-4 (application dependent) 2,000 mw 100 o 50m 2 (500 sq. ft) 5m (16ft.) Rx Dongle 5V USB (configurable) Tx: 100 x 100 x 70 mm Rx: 10 x 10 x 6 mm / 15 x 15 x 6 mm (range dependent) http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1325801 https://www.wi-charge.com/technology/ Service / Infrastructure Division KRnet
ubeam Ultrasound Charging 방식.02. Upfront Summit 에서페리 CEO 가비공개로시연 Rx Prototype http://o2zon.tistory.com/930 Service / Infrastructure Division KRnet
Disney 특정공간내에서일정한크기의자기장을형성하기위한기술로준정적캐비티공진방식 (Quasistatic Cavity Resonance : QSCR) 을제안함 특징 4.9 4.9 2.3 m3크기 ( 알루미늄시트로완전차폐 ), Tx: 방의중앙에직경 7.2 cm의금속폴, Rx: 직경 16.5 cm의사각스파이럴공진기, 송수신주파수는 1.32 MHz 제안된 QSCR 의구조 ( 효율 ) RF to RF 전송효율측정. 수신코일을최대수신각도측정임, 사각 Edge 쪽으로급격히효율저하 인체영향분석전기장만수행 (IEEE 기준 614V/m @ 1.34 MHz ), 우리나라는 ICNIRP 기준레벨 (84V/m @ 1.3MHz), 100 배정도크게낮아짐 ). 룸벽을알루미늄완전차폐구조로만들었는데실현성이비용, 설치가능성, 효율등을고려할때적어보임. Service / Infrastructure Division KRnet
2. 시장동향 WPT Markets 세분화 (March MarketsandMarkets) 출처 : March MarketsandMarkets 18 Service / Infrastructure KRnet Division
3. 4 차산업혁명시대의도래 19 Service / Infrastructure KRnet Division
3. 4 차산업혁명시대의도래 20 Service / Infrastructure KRnet Division
3. 4 차산업혁명시대의도래 21 Service / Infrastructure KRnet Division
3. 4 차산업혁명시대의도래 22 Service / Infrastructure KRnet Division
4. 미래 WPT 기술 신개념송수신회로기술, 자동임피던스정합 자기장강도 / 분포제어및비복사공진기술 공간내의이종다중기기서비스요구? 23 Service / Infrastructure KRnet Division