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기초 이론부터 최신 기술 트렌드까지!
입문자를 위한 EV 및 HEV 이론
이 책은 친환경자동차 중 가장 보편적인 전기 차량(EV)과 하이브리드 차량(HEV)에 대한 전반적인 개념과 원리를 소개한다. 차량의 역사부터 차량의 구조, 제어시스템, 에너지원의 변화 등 다양한 주제를 폭넓게 다루고 있으며, 설명이 쉽고 자세하여 기계/자동차/전기전자 학부생 또는 초보 엔지니어의 입문서로 적합하다. 뿐만 아니라 자율주행, 배터리, 통신, 전력망 등 최신 정보와 기술을 다루고 있어 미래형자동차 산업을 이해하는 데 도움을 줄 것이다.
* 본 도서는 본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 풀이는 제공하지 않습니다.
Chapter 01 전기 및 하이브리드 차량의 소개
1.1 전기 및 하이브리드 차량이란?
1.2 전기 및 하이브리드 차량의 구성요소
1.3 차량 질량과 구동
1.4 전기모터와 엔진 비율
1.5 전기 및 하이브리드 차량의 역사
1.6 WELL TO WHEEL 분석
1.7 EV/ICEV의 비교
1.8 전기 차량의 시장
연습문제 ∙
Chapter 02 차량 역학
2.1 도로의 기초
2.2 운동의 법칙
2.3 차량 동역학
2.4 차량 움직임의 역학
2.5 추진력
2.6 속도와 가속도
2.7 타이어-부하 역학
2.8 추진 시스템 설계
연습문제
Chapter 03 차량의 구조 및 설계
3.1 전기 차량
3.2 하이브리드 전기 차량
3.3 플러그인 하이브리드 차량
3.4 전기자동차의 스케이트보드 섀시
3.5 파워트레인 구성요소 크기 조정
3.6 질량 분석 및 패키징
3.7 차량 시뮬레이션을 통한 용도에 따른 설계
연습문제
Chapter 04 자율주행 자동차
4.1 자율주행의 5가지 수준
4.2 자율주행 자동차의 기능 구조
4.3 소프트웨어 스택
4.4 자동조종과 액추에이터
4.5 레벨1 자율주행의 안전 향상
Chapter 05 배터리
5.1 전기 및 하이브리드 차량의 배터리
5.2 배터리의 기초
5.3 배터리 매개변수
5.4 전기화학 셀의 기초
5.5 배터리 모델링
5.6 구동용 배터리
5.7 배터리 팩의 관리
연습문제
Chapter 06 대체 에너지
6.1 연료전지
6.2 울트라커패시터
6.3 압축 공기 저장
6.4 플라이휠
연습문제
Chapter 07 전기기기
7.1 전기기기
7.2 전기기기 재료
7.3 DC 기기
7.4 3상 AC 기기
7.5 유도기
7.6 영구자석 기기
7.7 릴럭턴스 기기
7.8 견인용 IPM 기기 설계
연습문제
Chapter 08 AC 모터 제어
8.1 AC 모터의 백터제어
8.2 제어용 AC 모터 모델링
8.3 유도전동기 백터제어
8.4 영구자석 동기전동기 백터제어
8.5 전류제어
8.6 SRM 제어
연습문제
Chapter 09 전력전자 컨버터
9.1 전력전자 스위치
9.2 DC/DC 컨버터
9.3 EV 파워트레인 컨버터
9.4 셀 균형 컨버터
Chapter 10 모터 드라이브
10.1 전기 구동 부품
10.2 DC 드라이브
10.3 동작점 분석
10.4 AC 드라이브
10.5 SRM 드라이브
연습문제
Chapter 11 차량 컨트롤러 및 통신
11.1 차량 컨트롤러
11.2 컨트롤러 소프트웨어 개발
11.3 차량 통신
11.4 CAN
Chapter 12 전기 차량과 전력망
12.1 차량 그리드 인터페이스
12.2 전기 차량의 충전
12.3 마이크로그리드와 전기 차량
Chapter 13 내연기관
13.1 열 엔진
13.2 BMEP와 BSFC
13.3 차량 연비
13.4 배기가스 제어 시스템
연습문제
Chapter 14 변속기, 브레이크 및 냉각 시스템
14.1 변속기 부품
14.2 기어
14.3 클러치
14.4 차량의 차동 장치
14.5 변속기
14.6 차량 제동 시스템
14.7 냉각 시스템
연습문제
Chapter 15 하이브리드 차량의 제어 전략
15.1 차량 감독 제어기
15.2 모드 선택 전략
15.3 모달 제어 전략
연습문제
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1~4장: 1장에서는 이전 판과 마찬가지로 차량의 역사적 배경과 함께 전기 및 하이브리드 차량의 시스템 수준에 대해 소개한다. 2장에서는 차량 운동과 노면의 물리 관계식을 다루며, 차량의 힘-속도 특성에 기초한 동력 및 에너지 요구 사항에 대한 설계 지침을 설정한다. 3장에서는 전기 및 하이브리드 차량 구조와 파워트레인 구성요소의 크기 조정 요건을 다루고, 4장에서는 자율주행 자동차의 구조 및 하드웨어, 소프트웨어의 구성요소를 소개한다.
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5~6장: 5~6장에서는 EV 및 HEV의 에너지원과 에너지 저장 장치에 대해 논의한다. 배터리, 연료전지, 울트라커패시터, 압축 공기 및 플라이휠과 같은 에너지 저장 장치의 전기화학적 기초를 살펴본다. 이를 바탕으로 여러 가지 배터리 모델을 제시하였으며, 이는 시스템 시뮬레이션 및 전압-전류 특성을 예측하는 데 유용하게 사용된다.
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7~10장: 7~10장에서는 파워트레인 전기 부품에 대해 다룬다. 전기 기계의 다양한 유형과 기본 작동 원리는 7장에서 설명하며, AC 모터의 제어는 8장에서 설명한다. 정격 전력변환, 충전기 및 모터 드라이브에 필요한 전력전자 부품은 9장에서 살펴보고, DC 및 AC 유형에 대한 모터 드라이브는 10장에서 살펴본다.
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11~12장: 차량 내 통신 시스템 설계는 차량의 필수 요소이다. 통신 네트워크 및 프로토콜은 11장에서 설명한다. 11장에서는 다양한 파워트레인 전자 제어 장치의 제어기 구현에 대해 설명한다. 고속 충전기 및 충전소를 통한 그리드와 차량의 상호작용은 12장에서 다룬다.
- 13~15장: 13장~14장에서는 기계적 구성요소에 대해 다룬다. HEV에 적합한 내연기관을 13장에서 설명하고, 동력 전달 부품, 브레이크 및 냉각 시스템은 14장에서 설명한다. 15장에서는 연비 향상과 배기가스 감소에 중점을 둔 하이브리드 제어 전략을 설명한다.
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