무선충전기술및표준화동향 한국과학기술정보연구원 ReSeat 프로그램 박세환전문연구위원 Ⅰ. 개요 191 Ⅱ. 동향분석 191 1. 국내동향 191 2. 해외동향 193 Ⅲ. 향후전망 194 < 참고문헌 > 195 무선충전기술및표준화동향 _189

Green Technology Trend Report 무선충전기술및표준화동향 한국과학기술정보연구원 ReSeat 프로그램 박세환전문연구위원 Ⅰ. 개요 무선충전기술은 2009년 10대신성장동력으로선정된이후전자부품연구원의 10대유망기술및방송통신위원회의 10대미래서비스로선정 (2010년 5월 ) 되었으며정부는 2015년까지무선충전인프라확대를위한표준을정립할계획이다. 무선충전기술은언제, 어디서나빠르고편리한충전방식을지향하므로급속하게대중화되는다양한모바일기기의배터리용량부족문제를해결할수있다. 아울러생활가전제품과전기자동차의급속충전도가능할것으로예상된다. 무선충전기술은휴대폰 / 디지털카메라 /MP3플레이어 / 노트북등의모바일기기, Built-in형가정용및사무용기기, PDA/ 내비게이션등차량용기기, 공공장소및옥외형원거리무선기기, 의료기기, 전기자동차의충전장치등에적용할수있다. 또한이산화탄소저감기술이이슈화되는상황에서전기자동차개발이촉진되고있으며, 이에따라전기자동차관련무선충전기술개발이강조되고있다. 무선통신및네트워킹기술은현대사회의필수적인인프라로일상생활깊숙이자리잡고있다. 그러나이러한기기를작동하는전력은유선으로공급하거나 2차전지를충전하여사용하고있다. 발전단계에있는국내무선충전관련기술력향상을위해서관련산업분야의글로벌기술동향을모니터링하고연관성이많은이동통신사들의적극적인개발참여를유도할필요가있다. Ⅱ. 동향분석 1. 국내동향 가. 연구개발동향자기유도방식으로충전거리와충전효율을높이기위한방법으로자기장공진방식의무선충전기술개발이진행되고있다. 충전베이스스테이션과충전기기간에자기장공진을일으켜충전하는방법으로기존의자기유도방식에비해충전효율이크게향상되는효과를기대할수있다. 현재는 1m의거리에서 5W의전력을 70% 의효율로전송할수있는데아직은모바일 무선충전기술및표준화동향 _191

기기에적용하기어렵다. 향후더많은전력을인체에유해하지않으면서먼거리까지전송하는것이남은과제이다. 국내무선충전관련기술및제품개발동향을살펴보면, 한국전자통신연구원은 2008년부터 IT융합을위한무선충전기술개발에착수했다. 또한, LS전선은 2009년말자기공명무선전력기술사업화를추진하고있다. 듀라셀은모바일기기를좀더오래, 좀더간편하게충전할수있는솔루션이포함된스마트파워제품 ( 마이그리드 ) 을개발하였다. < 그림 1> 은듀라셀이개발한마이그리드로기기를패드에올려놓는것만으로도충전이가능한제품이다. 자료 : http://blog.naver.com/postview.nhn?blogid=pepeng&logno=120089086372 < 그림 1> 듀라셀의마이그리드 전자부품연구원은삼성전자, LG전자, LG텔레콤, 팬택, KT, SK텔레콤, 인텔 (Intel), 퀄컴 (Qualcomm) 등과무선충전스페셜인터레스트그룹을형성하고공동연구를통해 2009년 10월박막 / 소형의무선충전기를이용하여 50cm떨어진전자기기에 0.6W의전력을전송하는데성공하였다. 2010년 7월국민대학교연구팀은 USN 응용서비스의신뢰성확보와다양한산업분야적용을위해 원격에너지공급체인기반획득 / 충전기술 연구를진행하였으며, < 그림 2> 에무선충전기술개념도를나타내었다. 현재개발중간단계에있으며, 다양한분야에적용가능성이큰것으로평가되고있다. 자료 : 박세환, 무선충전시스템기술동향, 정보통신산업진흥원주간기술동향 1489 호, 2011 1) < 그림 2> 국민대학교연구팀의무선충전기술의개념 192_ 녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

나. 표준화동향국내자기장통신연구는자기장통신융합포럼 * 을중심으로기술표준화및연구개발에주력하고있다. 자기장통신융합포럼은운영위원회와 3개의분과위원회 ( 기술, 표준, 응용분과위원회 ) 로구성되어있다. 기술분과는자기장통신기술개발, 표준기고문작성, 기술동향및특허동향파악등의업무를담당하고있다. 표준분과는국내및국제표준화활동, 전문인력초청세미나등의업무를담당하고있다. 응용분과는자기장통신기술에대한시장니즈 (Needs) 조사, 서비스시나리오작성및마케팅전략수립등의업무를담당하고있다. 2)3) RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템을이용한무선충전의짧은전송거리를극복하고, 안정적인통신기능을제공할수있는 USN(Ubiquitous Sensor Networks) 기반의통신서비스를제공하기위한기술들이개발되고있다. 4),5) 국가표준제정및국제표준프로젝트추진내역은다음과같다. < 표 1> 국가표준제정및국제표준프로젝트추진내역 구분명칭사양 국가표준제정 KS X 4651-1:2009 정보기술 / 자기장통신네트워크 / 저주파대역제 1 부 : 물리계층요구사항 KS X 4651-2:2009 정보기술 / 자기장통신네트워크 / 저주파대역제2부 : 매체접근제어계층요구사항 국제표준프로젝트추진 ISO/IEC NP 15149 - 자료 : 박세환, 무선충전기술표준화동향, TTA Journal, Vol.133, pp.102-107, 2011 2) 2. 해외동향 가. 연구개발동향 MIT의앤드리커스박사팀은 2m 떨어진거리에서 60W 전력을최대 40% 까지무선으로전송하는데성공했다고 2007년 6월 사이언스 誌에서밝힌바있다. 이기술은근접장자기공명현상을이용한것이다. 6) WiTricity 는 2008년 8월부터인텔 (Intel) 과공동으로무선전력충전프로젝트를진행하고있다. 이는자기장을통한무선에너지전송기술을이용하여전기자동차의무선충전기술개발을목표로하고있다. * 2008. 10 월에설립한자기장통신기술연구단체로서전자부품연구원, 한국건설기술연구원, 3Alogics, ECechnology, 우림건설, ADT 캡스등의연구기관및기업과기술표준원, TTA 등국가표준기관이연계되어있다. 이기술은구리선을감은코일에전기장을걸면주위에자기장이발생하고, 반대로코일주변에자기장을걸어주면코일에전기가흐르는원리를이용하였다. Marin Soljacic 의주도로진행되고있는미국 MIT 의프로젝트를기반으로창업한기업임 무선충전기술및표준화동향 _193

나. 표준화동향 1) 자기장통신방식자기장통신방식의국제표준화활동은 2009년 6월일본에서열린 ISO/IEC JTC1 SC6 WG1에서 자기장통신기술관련 MFAN(Magnetic Field Area Network) 주제로 NP (New-work-item Proposal) 를제안되었으며, 많은회원국의지지로국제표준 NP로채택되었다. 그이후, WG1(Working Group 1) 회원국들과자기장통신관련 WD(Working Draft) 를진행중이며, 남은국제표준화과정을주도적으로진행하여자기장통신기술관련국제표준화방향을주도하고특허권확보를위해노력하고있다. ISO/IEC JTC1 SC6은 TIEBS (Telecommunications and Information Exchange Between Systems) 에관한표준화작업을담당하는분과위원회로전기통신및 OSI(Open Systems Interconnection)-7 계층중제 4계층인 Transport service를위한표준화를추진하고있으며, WG4에서는 RFID 시스템을이용한기술표준화를진행하고있다. 2) 공진자기유도방식공진자기유도방식은 2007년미국 MIT의 M. Soljacic 교수가 Witricity 프로젝트를통해개발한기술로자기유도방식에서송수신코일간에공진을발생시키면급격히효율이증가한다는원리에기반하고있다. 인텔, 퀄컴및소니 (Sony) 등에서현재상용화에주력하고있다. 7),8),9) Witricity 프로젝트에서는 2m 거리에서 60W 전구를켜는것을성공적으로시연한바있다. 인텔은공진자기유도방식의무선충전을위한 WREL 프로젝트를진행중이다. 퀄컴은무선충전기제작을위한 Zone 프로젝트를통해 20cm 거리이내에서 2개의휴대폰을동시에충전할수있는충전베이스스테이션시제품을개발했다. Ⅲ. 향후전망 다양한모바일기기가빠르게확산되면서무선충전기의수요가급성장할것으로예상되며, 무선충전에대한관심이증대되면서새로운시장이창출되고있다. 무선충전시장은 2010년부터본격화하여향후 5년간스마트폰, 디지털카메라, PMP, 모바일PC 등전방위로급속히확산될전망이다. 미국, 일본및 EU 등선진국에서는무선충전기술을미래 U-시티핵심전략기술로선정하고원천기술선점및상용화에주력하고있다. 이에무선충전기술개발을위한최적의전략과아울러글로벌기업의원천기술에대응할수있는기반을구축할필요가있다. 이를위해서는다음과같은분야에적극적인노력이필요하다. 194_ 녹색기술동향보고서 (www.gtnet.go.kr)

WPC의표준화작업참여 글로벌업체의신기술및제품동향모니터링 무선충전시스템의과금및지불체계정보분석 무선충전메커니즘의효율성분석 구현기술의합리성및경제성분석 설계의융통성및확장성, 제품의신뢰성및안전성분석 무선충전관련원천기술및특허권확보, 국제표준선점노력 향후무선충전기술개발의목표는많은전력을보다먼거리까지인체에무해하게전송하고, 케이블로연결되어있는무선충전크래들 (Cradle) 까지무선화하는것이다. 이에국내산 학 연의지혜를모아공동연구를통해세계시장선점을위한전략적기술개발에주력할필요가있다. < 참고문헌 > 1. 박세환, 무선충전시스템기술동향, 정보통신산업진흥원주간기술동향 1489호, 2011 2. 박세환, 무선충전기술표준화동향, TTA Journal, Vol.133, pp.102-107, 2011 3. 원윤재, 자기장통신융합기술, ICT Forum Korea 2010, 2010 4. 장병준, 무선전력전송기술동향및주요이슈, 정보통신산업진흥원주간기술동향 1445호, 2010 5. 정기욱, USN 환경을위한무선에너지기술, 정보통신산업진흥원주간기술동향 1337호, 2010 6. A. Kurs et al., Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances, Science, Vol.317, pp.83-86, 2007 7. W. Stewart, The Power to Set You Free, Science, Vol.317, No.5834 pp.55-56, 2007 8. M. Soljacic, Wireless Recharge of Gadgets, American Institute of Physics, Vol.15, pp.12-13, 2010 9. 임승옥, 강신재, 무선에너지전송표준화동향, TTA Journal, No.129, pp.80-85, 2010 무선충전기술및표준화동향 _195