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<기획연재> 한국정보통신설비학회 학술 논문<4>
<기획연재> 한국정보통신설비학회 학술 논문<4>
  • 박현일 기자
  • 승인 2014.10.16 19:59
  • 댓글 0
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무선전력전송 기반의 원천기술 개발 전략 고찰

한국정보통신설비학회는 최근 ‘2014 정보통신설비 학술대회’를 개최했다. 이번 학술대회에서 발표된 주요 논문을 요약해 소개한다.

무선전력전송 기반의 원천기술 개발 전략 고찰

중앙대학교 RF 무선통신연구실 강성인

 

 
본 논문에서는 공진형 무선충전 분야에 주도적인 위치에 있는 와이트리시티 핵심 기술 및 A4WP(Alliance for Wireless Power)와 관련된 표준 지식재산권(IP)을 살펴보고, 기술적, 상업적인 활용분야를 예상해 봄으로써 특허분쟁에 대비한 자기공명방식 원천기술 개발 연구 전략을 고찰하고자 한다.

현재와 같이 각종 무선충전 기술이 각광받게 된 것은 2006년 MIT의 물리학자 마린 솔랴시치의 그룹이 자기공명 방식을 주장한 것이 계기가 됐다. 시장개척 면에서는 전자유도방식이 앞서는 반면, 자기공명방식이 기술개발 면에서는 활발한 발전을 보이고 있다.

MIT와 그 벤처회사인 와이트리시티(WiTricity)는 도요차자동차를 비롯한 미국 델파이(Delphi), IHI, TDK, 인텔 등과 지식재산(IP) 라이선스 협약을 체결하는 등 공진형 무선충전 분야에서 주도적인 기업으로 성장해 가고 있다.

와이트리시티는 2005년부터 특허출원을 시작한 후 강력한 특허포트폴리오를 구축해 왔으며, 그 범위가 넓어서 이전부터 전기장유도방식을 개발했던 제조회사에서 조차 특허침해소송을 당할 우려가 존재하게 됐다. 이에 따라 무선충전제품이 시장에 활발하게 보급되면 특허 그 자체가 수익 창출 도구가 되면서 다양한 형태로 각종 특허 분쟁을 일으킬 가능성이 높다.


□ 표준화동향 = 공진형 무선충전을 이용한 무선충전시스템의 사양을 제정하고 있는 대표적인 기관으로 PWM(Power matters Alliance)과 A4WP(Alliance for wireless power)가 있으며, 휴대기기나 가전제품뿐만 아니라 송전출력이 수백 W∼수 kW에 이르는 대 전력인 자동차 본체나 산업용 기계 등의 충전에서도 실용화와 표준화를 위한 움직임이 활발하게 진행 중이다.

또한 와이트리시티는 현재 도요타 등 자동차업체들과 파트너십을 강화해 오는 2016년부터 무선충전기술을 자동차에 적용할 예정이다. 또한, 퀄컴은 A4WP(Alliance for Wireless Power)에서 모바일 분야에 대한 연구를 활발하게 진행 중이다.


□ 연구개발동향 = MIT와 그 벤처회사인 와이트리시티는 공진형 무선충전 솔루션을 제공하고 있다. 도요차자동차, 미국 델파이(Delphi), IHI, TDK, 인텔 등과 지식재산(IP) 라이선스 협약을 체결함에 따라 IHI는 2~3년 내에 양산을 목표로 EV용 충전 인프라 개발하고 있으며, TDK코퍼레이션(www.tdk.com)은 차세대 EV와 플러그인 방식의 하이브리드전기차(PHEV)가 별도의 과정 없이 무선 충전 패드 위에 주차하는 것만으로 충전이되는 충전시스템을 개발하고 있다.

또한 와이트리시티는 2014년 인텔과 기술 라이선스 협약을 통해 인텔 칩으로 구동되는 컴퓨팅 기기를 위한 효율적인 고성능 무선 충전 솔루션을 구현하기 위해 인텔과 더불어 자사의 특허 기술을 통합하고 있다.

와이트리시티 보유 기술은 크게 △소비자(Consumer) △자동차(Automotive) △산업(Industrial) △의학(Medical) △군사(Military)로 분류된다.

□ 지적 재산권(IP)현황 = 무선충전과 관련된 미국특허를 검색한 결과 81건이 검색됐으며, 와이트리시티의 특허를 인용한 기업은 퀄컴, TDK, 메드트로닉, Boston Scientific Neuro modulation, GE, 미쓰비시, 모조 모빌리티, 파나소닉 등이 있다.

또한 자기공명방식을 채용한 퀄컴의 ‘와이파워(WiPower)’ 기술에 와이트리시티 방식이 적용되고 있는 것으로 조사됐다.

와이트리시티 특허의 전체 우선권을 검토한 결과, US846만1719가 53개 패밀리 특허의 모출원으로서 우선권을 가지고 있으며, 위 특허는 A4WP(Alliance for wireless power) 기술 기준에 따른 planar magnetic resonator를 이용한 자기공명 방식을 채용하고 있다.


□ 결론 = 와이트리시티 핵심기술은 소스 공진자와 제2 공진자가 서로 결합돼, 소스 공진자와 제2 공진자 간에 에너지가 무선으로 교환되는 것이다.

이를 회피하기 위한 전략으로써  수신측 코일의 공진 주파수를 제어하거나, 공진 코일의 형상을 변경하는 등의 설계 변경을 통해 소스 공진자와 제 2 공진자 간에 에너지가 무선으로 교환되는 구조 등이 고려되고 있다.

이에 따라 와이트리시티의 보유특허를 회피해 특허분쟁을 미연에 방지하기 위한 공진형 무선충전 기술의 연구개발이 가능할 것으로 예상되며, 또 다른 형태의 공진형 무선충전 원천 기술의 개발을 기대한다.

 


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