자료코드: C60103100 / A4 149p/ 2018. 7. 27
다양한 업계에서 사용되기 시작한 무선급전에 대하여 일본 및 해외의 무선급전관련 메이커/대학/연구개발기구와 애플리케이션처인 기업·업계의 현상과 향후 동향을 조사·분석해 또한 관련 정보를 추가함으로써 무선급전 시장의 현상을 분석, 향후를 전망하는 것을 목적으로 한다.
◆조사개요
조사대상：무선급전 부품 메이커, 무선급전 기기 메이커, 무선급전 애플리케이션처 기업, 대학, 업계 단체.
본 리포트에서 취급하는 시장규모에 대해서는 각 애플리케이션에 사용되는 수전 모듈·기기를 대상으로 WW시장을 금액 기준으로 추계했다.
조사방법：직접 면접취재
조사기간：2018년 3월~2018년 7월
◆자료 포인트
• 무선화에 의한 편리성, 내구성, 안전성의 향상
공장의 무인화 등 각 업계에 변혁을 가져온다
• 2017년 세계시장(수전 모듈·기기)은 약 1,223억, 2019년까지 급확대하여 그 후는 견조하게 성장이 계속되어 2023년에는 3,590억엔으로
• 최근 성장분야는 소형 전자기기, 2025년에는 EV용도가 약50배까지 확대해 산업기계용도도 4배로
• 의료와 가구, 나아가 엔터테인먼트까지 모든 업계에서 사용이 본격화
• 각국에서 대응되는 주행중 급전, Qualcomm의 전자유도, 일본에서 진행되는 전계결합, 일반적인 자계공명, 스웨덴에서는 접촉식도 등장
• 1km앞까지 급전이 가능한 마이크로파 방식, 실용화를 위해 법개정을 향해 시동
• 교환이 필요없는 체내 매입장치, 송전기기와 일체화된 가구·잡화, 온도조정이 자유로운 컵 등, 차세대의 킬러 아플리케이션 경쟁이 시작
◆리서치 내용
조사 결과의 포인트
제1장：무선급전 시장의 현상과 장래 전망
소형 전자기기를 중심으로 시장 확대
2025년에는 수전용 모듈에서 3,500억엔을 넘는다
그림·표. 애플리케이션별 수전 모듈·기기 시장규모 추이와 예측(2017~2022년, 2023년)
기회를 기다리는 시기를 걸쳐 시장 참가가 진행되는 일본기업
증가하는 라이벌과의 차별화가 중요
표. 무선급전에 대응하는 주요 일본기업의 급전방식, 타깃분야, 개요
보급을 방해하는 표준화와 법규제
타국보다 늦게 출발하지 않기 위해 한시라도 빠른 현상에 대한 대응이 필요
단순한 유선전환이라면 머지않아 한계에 도달
원거리·복수 기기에 대한 급전이 열쇠
제2장：무선급전 시장의 동향
1. 무선급전의 특징
그림. 무선급전에 의한 사회에 미치는 영향
2. 무선급전의 종류
2-1. 전자유도 방식
2-2. 자계공명 방식
2-3. 전계(공명)결합 방식
그림. 비방사형 주요 무선급전방식의 특징
2-4. 마이크로파 방식
그림. 마이크로파 방식에 의한 급전이미지와 송수전 변환효율 산출법
2-5. 기타 방식
그림. 에바네센트파 급전방식 메쉬형태 시트 구조도
3. 무선급전의 주요 부품
표. 각종 부재를 다루는 주요 일본메이커
3-1. 코일(리츠선)
3-2. 자성재료
3-3. 무선급전용 IC(칩셋)
3-4. 고주파 전원 장치(인버터)
제3장：애플리케이션별 동향
1. 소형 전자기기(스마트폰·웨어러블 기기 등)
2019년까지 스마트폰이 시장을 견인
이후는 니치분야에서 서서히 성장
그림·표. 소형 전자기기에서 수전 모듈·기기 시장규모 추이와 예측(2017~2022년, 2023년)
표. 스마트폰 점유율 상위 5사의 무선급전채용 상황
표. 스마트폰 외의 무선급전탑재 기기 예
지명도와 규격의 벽을 넘어 Qi인증 기기가 1,000종류 이상으로 확대
또 마이크로파도 착실하게 표준화를 향해 진행
표. WPC와 AirFuel Alliance의 비교
장래적으로는 자계공명 방식 VS마이크로파 방식
장거리인 마이크로파 방식이 유리하지만 법규제라는 벽
표. 주요 신기술을 이용한 제품의 특징
일과성 붐으로 끝내지 않기 위해 인프라 정비는 필수
열쇠는 장거리, 쌍방향, 2차전지
표. 보급을 향한 키 포인트
2. EV
2020년까지는 전기버스와 자사모델 전용기기를 중심으로 전개
2023년에는 자가용차용으로는 표준화된 제품이 확대
그림·표. EV의 수전 모듈·기기 시장규모 추이와 예측(2017~2022년, 2023년)
2020년까지 시장의 중심은 전기버스
ZTE는 무선급전시스템을 탑재한 버스를 연간 20,000대 제조를 목표로 한다
무선급전의 보급의 벽이 되는 급속 충전
15분에 80% 충전 가능하지만 발전량에 한계
다양한 업종에서 참가가 진행
그러나 자동차 메이커의 움직임은 늦다
표. EV자가용차의 무선급전에 대응하는 주요기업
표. 전기버스의 무선급전에 대응하는 주요기업
전자유도 방식의 Qualcomm VS자계공명 방식의 Witricity
많은 협력처로 Witricity가 우세이지만 경합상태는 계속된다
표. Qualcomm / Witricity와 협력하고 있는 주요 자동차 메이커, 진행되는 표준화
자가용차는 연내에 확정할 것인가
그림. EV용 무선급전 국제표준화 전망 스케줄
표. EV용 WPT 규격의 책정 상황
세상에서 연구가 진행되는 주행중 급전
시속 100 km/h에 대해 최대 20 kW의 급전에 성공
3. 산업 기계
먼저 AGV로 보급
공장의 효율화를 목적으로 채용이 진행
그림·표. 산업 기계의 수전 모듈·기기 시장규모 추이와 예측(2017~2022년, 2023년)
AGV의 진정한 24시간 가동에는 무선급전이 필수
외부부착도 포함해 탑재가 진행
표. AGV 충전 방식의 개요와 특징
표. 무선급전탑재 AGV를 취급하는 주요 일본기업
각종 기계의 무선급전화
공장의 효율화에 크게 공헌
표. 산업 기계 분야의 주요 일본기업의 대응
4. 기타
오래부터 일정한 시장규모를 가진 가전이 중심
2023년에는 의료와 센서가 급성장을 이룬다
그림·표. 기타 수전 모듈·기기 시장규모 추이와 예측(2017~2022년, 2023년)
휴대용 세탁기 등 새로운 타입의 가전이 등장
기존 가전의 탑재는 유저에 어떻게 보여주는지가 중요
가구와 잡화, 건설에도 영향 있어
온도를 자유롭게 조정 가능한 식기도 등장
기대가 큰 의료분야
체내 매입 장치와 의료방법으로 혁신이 일어나는 날도 멀지 않다
트릴리온 센서 시대의 도래
무선급전vs에너지 하베스팅이 발발
자전거 대여의 확대에 따라
전동 어시스트 자전거에서 수요가 증가
공중과 바다 속에 대한 적응도 진행된다
드론과 전기추진선용 급전시스템이 실용화로
완구·엔터테인먼트 분야에서도 등장
Disney가 실내공간 대응 시스템을 개발
제4장：무선급전관련 메이커의 동향과 전략
1. ROHM 주식회사
시장 확대를 향해 Qi규격을 추진, IC팁을 공급
그룹회사 LAPIS Semiconductor에서는 초소형기기용 IC를 개발
WPC 정식 멤버로서 Qi규격을 추진
수신부분 기능의 1칩 통합으로 공간절약화를 실현
표. 무선급전용 IC의 라인업
그림. 무선급전시스템 구성 이미지
독자적인 규격도 전개해, 초소형 기기용도 공급
단말부분 배터리가 빈 상태라도 동작가능 등 부가가치도
자동차 용도와 일본국내 인프라에 보급을 노린다
그림. ROHM 그룹의 무선급전전개 이미지
2. Renesas Electronics 주식회사
초소형기기용 무선 충전 IC칩을 개발
필요한 기능을 집적해 무선 충전 도입을 지지
자동차, 산업, broad based의 3가지 집중 영역에 경영지원을 집중
충전기능과 함께 방전시에 필요한 기능도 탑재해 심플하게 시스템구축 가능
그림. 「무선 충전 솔루션」의 구성
대응할 수 있는 코일의 사이즈와 형상을 늘려, 공급처 확대
3. Integrated Device Technology,Inc.(IDT)
무선급전용 IC로 시장의 70%를 차지하는 톱 기업
스마트폰을 중심으로 기기의 무선급전화를 추진
2억 5,000만개 이상 무선급전용 IC의 판매 실적을 보유, 업계를 선도
3 W~15 W까지 폭넓은 수요에 대응
표. 무선급전용 트랜스미터 IC의 라인업과 사양
표. 무선급전용 리시버 IC의 라인업과 사양
가구와 오디오기기 등 모든 분야에서 적응을 목표로 한다
그림. IKEA의 무선급전 탑재 가구 이미지
4. 주식회사 DAIHEN
중전기 8사의 일각으로 변압과 고주파회로에 강점
일본 최초로 EV용 무선충전장치를 발매
자계제어와 고주파 전원 등 기술을 활용해 시장참가
개조 가능한 2가지 AGV용 무선급전시스템을 개발
표. AGV용 무선급전 사양표
그림. 「D-Broad CORE」제품 구성
일본에서 처음으로 EV용 무선 충전 시스템 판매를 개시
표. SAE에 의한 전력 클래스 구분
표. SAE에 의한 지상고 클래스 구분
그림. 「D-Broad HARGING DOCK」 이미지
5. 주식회사 IHI
EV 용의 기술적인 과제는 대부분 극복
HEMS와 자율주행 등 모빌리티 관련 기술을 연결한 전개에
WiTricity와의 라이선스를 무기로 무선급전사업에 참가
EV와 HEMS를 합침으로써 무선급전을 유효활용한다
그림. 2011년 무선급전 시험용 EV
그림. 미쓰이홈MIDEAS에서 무선급전 모습
그림. HEMS 화면표시 무선급전시스템의 전력사용 상황
그림. 지상부분 코일유닛 외관과 외형 치수
AUV와 전동 비행기의 무선급전 가능성도 찾는다
그림. 전동 비행기의 무선급전 콘셉트 이미지와 주요 구성도
6. 후루카와전기공업 주식회사
접기 가능한 전극을 활용해, 공업용도에 참가 목표
전동 모빌리티카의 실증도 성공
고전압 기술과 고주파 기술을 전계공명결합 방식으로 활용해, 개발을 진행
동박과 알루미늄 박 등 도전성 재료를 전극에 이용함으로써 박형으로 접기 가능하게
그림. 전력 전송용 전극의 화상
전동 모빌리티카의 실증실험 성공
그림. 전동 모빌리티카 급전 모습
7. 도요전기제조 주식회사
세계 최초로 도로에서 인 휠 모터에 주행중 급전 성공(공동개발)
차세대 전기자동차의 발전에 새로운 형태로 기여
모터 드라이브 기술을 활용해 차세대 전기자동차 개발에 대응
2호기에서 인 휠 모터에 직접급전이 실현
번잡한 배선이 필요 없으며 전송효율도 상승
그림. 무선 IWM 1호기의 구성도
그림. 무선 IWM 2호기의 구성도
8. 신덴겐공업 주식회사
반도체기술, 회로기술, 실장기술을 겸비한 메이커
EV·PHEV용 무선 충전기에 착수
무선급전의 주요 부품인 반도체와 전원 등을 다루는 사업
그림. 신덴겐공업의 EV·PHEV용 보통/급속 충전기 화상
WiTricity와 라이선스를 체결해, 조기 제품화를 목표로 한다
유선식 EV·PHEV용 충전 시스템의 지견을 활용해 업계를 리드
9. 국립대학법인 도요하시기술과학대학
전계결합 방식 무선급전연구의 실용화를 목표로 한다
배터리레스의 EV주행 실증실험에 성공
전계결합 방식으로 새로운 사회를 목표로 한다
전동화 카트와 초소형 모빌리티의 무선 주행중 급전
그림. 전화 플로어(Electrified Floor) 전동 카트의 실험 모습과 구조
그림. 배터리레스 EV주행중 급전 모습
10. 주식회사 덴소
공업용도로 고속반송 로봇을 개발
로봇만으로 24시간 가동 가능한 공장을 목표로 한다
다양한 방식을 연구해 무선급전의 가능성을 찾는다
전자유도 방식에 의한 집배차 탑재의 전동식 냉동기 충전에 성공
그림. 집배차 급전의 모습
주행중 무선급전이 가능한 소형 고속반송 로봇은
자사 공장만 아니라 외판도 시야에
그림. 「간이 자동 로케이션 패키지 D-Depot」 가동 이미지
11. TDK Lambda 주식회사
산업용도용으로 무선급전 개발에 임한다
50W~1kW까지 폭넓은 출력에 대응
TDK그룹의 전원사업을 담당, 산업기기를 타깃
3개 플랫폼에 의한 신속한 공급체제를 확립
표. TDK Lambda의 3개 플랫폼
그림. 1kW 무선급전시스템 이미지
그림. 200W 무선급전시스템 이미지
소형화와 전송효율 향상을 거쳐 1년 내에 시장전개
12. 주식회사 B&PLUS
무선급전의 세계 No.1을 목표로 한다
30년 이상의 기술·지견이 강점
축적된 기술과 지견을 기본으로 시장의 신규개척에 대응
그림. 무선급전의 채용실적 예
리모트 시스템으로 전력과 데이터통신 모두 전송이 가능
그림. 리모트 시스템 개요(기능)
린 스타트업으로 무선급전의 보급을 도모
13. 미쓰비시전기엔지니어링 주식회사
6. 78 MHz 자계공명 방식으로 소형·경량
공장용도와 실험용도로 실적을 쌓기 시작한다
수탁처 공장의 무선급전화에 대응
E급 DC/AC인버터가 키 기술
그림. 각종 송신전원 방식의 회로 구성
6. 78 MHz 고주파 전원장치를 판매
그림. 고주파 전원 「KM-1 T1050」 이용 이미지와 내부 구성
이동체와 회전기기를 타깃
소전력기기의 무선급전에도 대응
14. 주식회사 ExH
무선급전의 실용화를 목표로 다케나카공무점을 정년퇴직한 후에 회사 설립
NEDO의 스타트업 이노베이터에도 채택
전계결합 방식의 회로방식 문제를 해결하는 기술을 발명
「전계결합 비접촉 전력공급기술에 의한 Industry4.0용 IoT 개발」사업으로
반송 시스템을 확립
그림. 제1세대 인도어타입 반송시스템 실증실험의 모습
회전체의 슬립링 대체를 노린다
표. 회전체에의 전력송전 방식의 비교
농업 및 개호 등 각 업계가 안는 과제 해결을 목표로 한다
15. 주식회사 Bellnix
무선급전식 전동 자전거의 셰어링 서비스를 비롯해
다양한 업계에 적극적으로 사업을 전개
사이타마현이 자랑하는 이노베이션 기업
무선급전으로 사회 변혁을 목표로 한다
전자유도 방식 ㄷ자형 코일 채용으로 위치가 어긋난 경우에도 대응가능
그림. ㄷ자형 코일의 형상과 위치가 어긋난 경우에 미치는 영향
그림. 소레노이드형과 주머니형 무선급전모듈의 외형 치수
산학관 협력으로 시작된 무선급전식 전동자전거 대여
전국 각지에 전개를 목표로 한다
그림. 2016년 사회실험의 모습
그림. 슬롯식/주머니식에 의한 전동자전거 충전의 이미지
일상생활에 도움이 되는 컨슈머 프로덕트를 개발
그림. 「POWER SPOT」 콘셉트 이미지
16. 국립대학법인 도쿄해양대학
일본 해양공학연구의 중심
수중로봇의 무선급전화에 임한다
최첨단 해양엔지니어링의 기술자를 육성
해양조사와 자원개발을 위해 필요한 AUV 무선급전화
그림. AUV 「우라시마」의 구성
전자유도 방식이 가진 위치가 어긋나는 약점을 코일의 멀티화로 대응
그림. 송전 스테이션과 코일 이미지
제5장〔특별 조사〕：주행중 무선급전시스템 기술 동향
(「Yano E plus」2017년 6월호부터)
1. 무선급전시스템의 변천
2. EV에서 주역으로 급부상한 주행중 무선급전시스템
3. 주행중 무선급전시스템의 주요 방식
3-1. 전자유도 방식
3-2. 자계공명 방식
3-3. 전계공명 방식
3-4. 마이크로파 방식
3-5. 레이저 방식
4. 주행중 무선급전시스템의 시장규모 추이와 예측
그림·표. 주행중 무선급전시스템의 WW 시장규모 예측(수량：2020-2040년 예측)
그림·표. 주행중 무선급전시스템의 WW 시장규모 예측(금액：2020-2040년 예측)
그림·표. 주행중 무선급전시스템의 일본 시장 규모 예측(수량：2020-2040년 예측)
그림·표. 주행중 무선급전시스템의 일본 시장 규모 예측(금액：2020-2040년 예측)
5. 주행중 무선급전시스템에 관한 국가별 동향
5-1. 일본
그림. EV·PHV 로드맵
5-2. 유럽
5-3. 미국
5-4. 아시아
6. 주행중 무선급전시스템에 관한 기업 및 연구기관의 대응 동향
6-1. 국립대학법인 교토대학
6-2. Qualcomm Japan 주식회사
6-3. 국립대학 법인 시즈오카 대학
6-4. 쇼와비행기공업 주식회사
6-5. 주식회사 DAIHEN
그림. DAIHEN이 개발한 AGV용 무선급전시스템 D-Broad
그림. AGV용 무선급전시스템의 설치 사례
6-6. 국립대학법인 쓰쿠바대학
6-7. 도아도로공업 주식회사
6-8. 국립대학법인 도쿄공업대학
6-9. 국립대학법인 도쿄대학/도요전기제조 주식회사/일본정공 주식회사
6-10. 국립대학법인 도요하시기술과학대학/다이세이건설 주식회사
그림. 무선급전시스템의 실증시험의 모식도
6-11. 나카니혼자동차도로주식회사
6-12. 닛산자동차 주식회사
6-13. 주식회사 B&PLUS
그림. AGV용 무선급전시스템의 모식도
그림. B&PLUS가 개발한 리니어 형상 무선 리모트 시스템의 모식도
7.무선급전시스템의 전망
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