전기자동차 하이브리드 이론과 실무

이찬수 , 오용석 , 이전섭 지음

복두출판사 2023년 12월 01일 출간 종이책 : 2023년 11월 10일 출간

작품소개

책소개

전기자동차(Electric Vehicle : EV) 시장은 최근 몇 년 간 급격한 성장세를 보이고 있는데, 이는 국가 및 지역별로 규제 촉진 및 인센티브 제도가 확대되고, 전기자동차 기술의 발전 및 가격 경쟁력 개선, 소비자의 환경 보호 의식 등이 큰 영향을 미쳤기 때문이다. 이러한 요인들은 전기자동차의 인기 상승과 더불어 시장 점유율의 확대로 이어지고 있다. 현재 전 세계 전기자동차 시장은 테슬라가 선두에서 주도하는 가운데 기존의 자동차 메이커들이 전기자동차를 출시하는 양상으로 그 시장을 뜨겁게 달구고 있다.
미래 전망을 살펴보면, 전기자동차 시장 점유율이 꾸준히 증가하고 있으며 이는 곧 전 세계적으로 규제 확대와 인센티브 제도의 강화, 전기자동차 기술 개발 및 가격 경쟁력 개선, 소비자들의 환경 보호 의식 등이 지속될 것으로 보인다. 또한 자율주행 기술과 전기자동차의 기술 융합이 더욱 확대될 것으로 예상되는데, 이는 더욱 환경 친화적인 전기자동차 기술과 함께 인공지능 기술의 발전이 이어지면서 미래적인 자동차 시장의 방향성을 제시할 것이므로 전기자동차 시장은 지금보다 더 성장할 것으로 예상된다.
한편 우리나라의 전기자동차 시장은 국내 제조사들과 해외 제조사들이 경쟁하고 있으며 국내에서는 현대자동차그룹과 기아자동차(주)가 선두에 있다. 전기자동차 등록대수는 2020년 기준으로 11만여 대로 전체 자동차 등록대수 중 약 5% 정도를 차지하였으나, 2023년 6월 기준으로 누적등록대수는 하이브리드 1,346,821대, 전기차 464,928대, 수소차 32,484대로 급속하게 증가하였다.
또한 우리나라 정부는 전기자동차 보급을 적극적으로 추진하고 2030년까지 전기자동차 대수를 1,400만대로 늘리는 것을 목표로 하고 있는데, 이를 위해 국내 완충식 충전소를 20만 개 이상 확충하는 계획이 있으며 수소 전기자동차 등 친환경자동차 촉진 정책 또한 병행하고 있다.
여기에 더해 전기자동차 기술과 Infra 개발 분야에서 국내 기업들이 선도적인 역할을 수행하고 있다. LG 화학은 전기자동차 배터리 산업에서 선두 역할을 수행하고 있으며, 삼성 SDI, SK 이노베이션, 포스코 등 다양한 기업들도 전기자동차 배터리 및 부품 개발에 적극적으로 참여하고 있다.
우리나라의 전기자동차 시장은 국내에서의 적극적인 인프라 구축과 기업의 기술 개발 노력, 그리고 정부의 지원 정책 등을 바탕으로 더욱 성장할 것으로 예상되고 있다. 이는 Fast-Follower가 아닌 First-Mover가 되어 민첩하고 유연한 자세로 산업 변화를 이끌어 가기 위한 전환 전략이라고 할 수 있다.
전기자동차 기술의 발전은 운전자의 안전성과 편의성을 높여주며, 더욱 혁신적인 Mobility 시장(MECA : Mobility Electrification Connectivity Autonomous)을 만들어

낼 것으로 예측된다. 이에 따라 마주하게 될 에너지 전환/저탄소 기후 변화 저감에 따른 청정 모빌리티 전환/빠른 수요 증가 등에 발맞추어 세상의 빛을 공유하고픈 마음 역시 크게 들었다.
그렇기에 늦게나마 전기자동차를 공부하는 학생들과, 전기자동차에 관심을 두고 있는 많은 일반인들에게 나날이 달라지고 있는 전기자동차의 기본 정보를 제공하여 앞으로의 기술진보에 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다고 생각하였고, 이에 따라 이 ≪전기자동차|하이브리드 이론과 실무≫를 집필하게 되었다.
이 책의 구성은 다음과 같다.

01장 전기자동차의 개요 및 특징
02장 기초 전기
03장 기초 전자
04장 고전압 배터리 시스템
05장 모터 및 모터 컨트롤 시스템
06장 전력 변환 시스템
07장 제어 시스템
08장 하이브리드 전기자동차 시스템
09장 난·냉방 및 섀시 시스템
10장 에어백 시스템
11장 Body 전장 시스템
12장 최신 전기전자 기술 및 자율주행 시스템

이 책으로 독자 여러분들이 자동차 기술을 습득하는 데 많은 도움을 받기를 바란다. 또한 자동차 분야에 야망과 꿈을 걸고 배움에 도전하려는 자동차공학도와 정비사 그리고 관련자 모두가 First-Mover가 되어 성공하는 데 밑거름이 되기를 기대한다.
마지막으로, 이 책을 집필하면서 현대기아 전기자동차 및 하이브리드 정비지침서와 정비교육교재 등을 참고자료로 이용하였음을 밝힌다. 현대기아자동차 관계자들께 고맙고 감사한 마음을 글로서 대신 전한다.

목차

CHAPTER 01 전기자동차의 개요 및 특징
1.1 개요
1.2 EV의 과거, 현재, 미래
1.3 전기자동차의 특징
1.4 전기자동차의 주행 모드
1.5 전기자동차의 충전 종류
1.6 전기자동차의 주요 구성
1.7 고전압 시스템 안전 진단
1.8 전기자동차 감전 또는 방전 문제

CHAPTER 02 기초 전기
2.1 전기의 본질
2.2 자유전자
2.3 전기의 발생
2.4 축전기
2.5 전류·전압·저항
2.6 전기배선회로
2.7 옴의 법칙
2.8 키르히호프의 법칙
2.9 배터리의 접속법
2.10 휘스톤 브리지
2.11 전력과 전력량
2.12 전기와 자기
2.13 전자유도 작용
2.14 자기 및 상호유도 작용
2.15 맴돌이 전류
2.16 교류의 기초
2.17 직류발전기

CHAPTER 03 기초 전자
3.1 개요
3.2 원자의 구조와 자유전자
3.3 물질의 이온결합
3.4 물질의 공유결합
3.5 반도체의 소자
3.6 반도체의 종류
3.7 다이오드
3.8 제너 다이오드
3.9 발광 다이오드
3.10 포토 다이오드
3.11 트랜지스터
3.12 다링톤 트랜지스터
3.13 포토트랜지스터
3.14 전계효과 트랜지스터(FET)
3.15 서미스터
3.16 광전도 셀(CdS)
3.17 압전소자
3.18 홀 효과
3.19 바리스타
3.20 사이리스터(Thyristor)
3.21 IC(집적회로)
3.22 Pull Up 저항과 Pull Down 저항
3.23 컴퓨터의 논리회로
3.24 반도체의 성질 및 장·단점

CHAPTER 04 고전압 배터리 시스템
4.1 개요
4.2 배터리의 분류
4.3 주요 배터리의 특성
4.4 리튬 이온 배터리
4.5 고전압 배터리의 단위
4.6 배터리 팩 구조와 상세 설계
4.7 배터리 팩 열관리
4.8 부스바
4.9 Module less Battery Pack
4.10 리튬 이온 배터리의 특성
4.11 리튬 이온 배터리의 고장모드
4.12 고전압 배터리 정비

CHAPTER 05 모터 및 모터 컨트롤 시스템
5.1 개요
5.2 모터
5.3 전동기의 구조와 기능
5.4 모터 제어 장치
5.5 구동 모터 교환
5.6 모터 검사

CHAPTER 06 전력 변환 시스템
6.1 개요
6.2 OBC의 기초
6.3 LDC의 기초
6.4 인버터의 기초
6.5 EWP
6.6 ICCU
6.7 고전압 분배 시스템(EPCU) 교환
6.8 OBC 교환

CHAPTER 07 제어 시스템
7.1 개요
7.2 OBC
7.3 VCU
7.4 BMS 기초
7.5 PRA
7.6 VPD 제어
7.7 고전압 배터리 냉각제어
7.8 자기진단 제어
7.9 기타 제어 시스템

CHAPTER 08 하이브리드 전기자동차 시스템
8.1 개요
8.2 하이브리드 자동차의 분류
8.3 Energy 흐름
8.4 고전압 회로
8.5 하이브리드 자동차 용어 설명
8.6 HEV 총합 제어
8.7 고전압 배터리 시스템
8.8 고전압 시스템 안전 진단
8.9 고전압계 정비 시 사전 작업
8.10 고전압 배터리 검사
8.11 BMS
8.12 하이브리드 모터
8.13 모터 검사
8.14 리졸버 보정
8.15 엔진클러치
8.16 HPCU
8.17 LDC 검사
8.18 하이브리드 클러스터
8.19 AHB
8.20 AAF
8.21 전동식 A/C 컴프레서
8.22 하이브리드 자동차 작업 시 주의 사항
8.23 구동 모터 교환
8.24 하이브리드 HSG 교환
8.25 고전압 부품 냉각수 교환 및 공기 제거
8.26 고전압 파워 케이블 교환
8.27 고전압 축전지 교환
8.28 HPCU 교환

CHAPTER 09 난·냉방 및 섀시 시스템
9.1 개요
9.2 히트 펌프
9.3 전동식 조향장치
9.4 현가장치
9.5 제동장치
9.6 전자식 주차 제동장치
9.7 타이어

CHAPTER 10 에어백 시스템
10.1 개요

CHAPTER 11 Body 전장 시스템
11.1 개요
11.2 IGPM
11.3 BCM
11.4 키레스 엔트리 기능
11.5 통합 운전석 기억장치
11.6 전·후방 경보 시스템
11.7 도난방지 시스템
11.8 이모빌라이저 장치
11.9 스마트 키 및 버튼 시동 시스템
11.10 자동차에 이용되는 통신 종류

CHAPTER 12 최신 전기전자 기술 및 자율주행 시스템
12.1 ADAS의 개요
12.2 차선 이탈 방지 보조(LKA)
12.3 전방 충돌 방지 보조(FCA)
12.4 후측방 충돌 방지 보조(BCA)
12.5 안전 하차 보조(SEA)
12.6 지능형 속도 제한 보조(ISLA)
12.7 운전자 주의 경고(DAW)
12.8 후측방 모니터 기능(BVM)
12.9 스마트 크루즈 컨트롤(SCC)
12.10 차로 유지 보조(LFA)
12.11 고속도로 주행 보조(HDA)
12.12 서라운드 뷰 모니터(SVM)
12.13 후방 교차 충돌 방지 보조(RCCA)
12.14 후방 주차 충돌 방지 보조(PCA)
12.15 원격 스마트 주차 보조(RSPA)
12.16 자동 긴급제동 시스템(AEB)
12.17 응급상황 비상정지 시스템(AESS)
12.18 경사로 저속주행 장치(DBC)
12.19 차량 통합제어 시스템(AVSM)
12.20 앞좌석 프리액티브 시트 벨트(PSB)
12.21 헤드업 디스플레이(HUD)
12.22 자동배광 가변형 전조등 시스템(AFLS)
12.23 하이 빔 어시스트(HBA)
12.24 스마트 하이 빔 어시스트(HBA)
12.25 승객 구분 시스템(OCS)
12.26 CPD 시스템
12.27 차량관리 시스템
12.28 회로보호 장치(IPS)
12.29 자율주행 자동차

작가정보

저자(글) 이찬수

(전) 부산자동차정비학원 원장
(현) YG모터스 공장장

저자(글) 오용석

(현) 한국폴리텍대학 인천캠퍼스 스마트전기자동차학과장

저자(글) 이전섭

(현) 한국폴리텍대학 전북캠퍼스 스마트전기자동차학과장