ETRI, '1m 거리 스마트폰, 전기자전거 무선충전' 성공...웨어러블, 사물인터넷(IoT) 시대 성큼

10일 ETRI 발표, '전기 자전거 등 완전 무선화' 길 열려
 

[2015.12.11]

[데이터뉴스] 'ETRI, 1m 거리 스마트폰 무선충전 기술 개발'

국내 연구진이 1미터 거리에서도 무선으로 충전하는 기술개발에 성공했다. 현재 스마트폰 무선충전이 7mm이내의 짧은 거리인데 비해 획기적으로 충전 가능거리를 넓힘에 따라 향후 웨어러블기기나 사물인터넷(IoT) 시대를 성큼 앞당길 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 60W급 자기공명 방식을 이용한 무선충전 시스템 핵심기술을 개발, 전기자전거를 완전 무선화해 편리하고 안전한 충전 서비스가 가능한 길을 열었다고 10일 밝혔다.

그동안 무선충전은 패드구조였다. 따라서 스마트폰을 충전기에 거의 붙여야 충전이 가능했다.

하지만, ETRI는 공간 내 무선전송방식을 택해 특정한 구역내에 스마트기기가 들어오게 되면 충전되도록 만들었다. 와이파이존 처럼 일명 ‘에너지존(E-Zone)’화 시킨 셈이다.

본 기술이 상용화되면 자동차의 컵홀더나 바구니, 책꽃이 등 서로 다른 스마트기기를 놓아 두면 충전되는 방식으로 발전될 전망이다.

ETRI는 1.78㎒대역의 낮은 주파수로 기존보다 에너지 밀도가 균일한 충전영역을 만드는 원리라고 설명했다. 특정 공간내의 스마트기기들을 충전하기 위해 균일한 자기장 조성은 반드시 필요한 작업이다. 스마트기기를 공간 내 어느 위치에 놓아도 균일한 전력효율을 내기 위해서다.

연구진은 현재 X·Y·Z축 내 3차원 공간 중 한 축을 이용해 충전하는 방식에 성공했다. 즉, 향후 완벽한 무선 공간의 충전으로 가는 핵심 원천기술을 개발한 것이라는 설명이다.

본 기술은 전기자전거에 먼저 적용됐다. 양쪽 1미터 거리 사이에 키오스크 형태의 2개 송신기를 두고 자전거 앞바퀴에 달린 수신기를 통해 충전하는 방식이다.

앞바퀴에 에너지를 수신하는 공진코일이 내장돼 충전되면 집전회로를 통해 수집, 수신 충전기로 보내 고주파신호를 직류신호(DC)로 바꿔 배터리에 충전시킨다.

1미터 거리사이에 균일한 에너지장이 형성되기에 충전이 가능하다. 특히 전기자전거의 바퀴가 1m내 어디라도 평형을 유지해 주면 충전이 가능하다.

ETRI는 전기자전거 배터리의 용량을 완충하기 위해선 기존 유선으로 6시간 가량 걸렸는데 현재 ETRI 무선충전방식은 10시간 정도라고 설명했다.

향후 이를 절반정도인 5시간 내외로 줄일 계획인데 이를 위해 송신전력을 높이면서 송수신 시스템의 안정성 확보에 주력하고 전자파 환경 문제도 추가로 개발 중이다.

기존 스마트폰의 패드형 충전방식은 자기유도 방식으로 유선대비 효율이 약 80%에 달한다.

ETRI는 자기공명 방식으로 1미터 거리에서도 유선대비 약 58%효율이 나온다고 밝혔다. 현재 세계최고 수준이다. 상용화 수준은 70%로 보고 있다.

향후 본 기술은 전기자전거, 전동휠체어, 새그웨이 등의 이바이크(E-bike) 무선충전에 유용할 것으로 보고 있다.

연구책임자인 ETRI 생활전파연구실 조인귀 박사는 “무선으로 전력을 전송하는 핵심원천기술의 토대를 마련한 것”이라며 “에너지 충전의 신속성을 높이고, 300㎑ 대역에서 완전한 소형 공간 무선충전을 위한 연구를 계속 추진 중”이라고 말했다.

자료제공 : 정보통신신문

차종환 기자