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염광욱(Kwangwook Youm) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
전 세계적으로 지구온난화와 환경적인 문제 및 자원의 고갈로 인하여 친환경자동차에 대한 보급이 확대되고 있다. 그 중 모터를 동력원으로 하는 전기자동차를 중심으로 연구가 진행되고 있다. 이러한 전기자동차는 현재 승용자동차 중심으로 자동차의 구동력을 확보하기 위한 감속기의 개발이 진행 중이다. 하지만 환경적인 문제를 고려할 때 화물차와 같은 상용자동차로의 연구 확대 및 개발의 진행이 필요하다. 상용자동차의 경우 화물의 적재 등으로 인해 중량이 증대되고 그로인해 큰 구동력이 필요로 한다. 상용 전기자동차에서는 모터의 부하를 조절하여 감속 및 토크증대가 가능하지만 잦은 모터의 출력 변화는 모터의 수명을 단축시키는 요소가 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저단과 고단으로 구분하여 평상시 일반적인 감속형태로 주행이 가능하고 적재시 추가적인 감속을 통해 구동력을 확보할 수 있도록 다양한 감속비를 적용하여 최적의 감속비를 토출하였다. 또한 2단 변속형태의 감속 메커니즘 설계를 위하여 다양한 형태의 감속방법을 적용하여 중량과 부피를 최소할 수 있는 변속형태를 설계하였다. 상용 전기자동차에 적합한 150Kw의 모터를 기준으로 2단 변속을 실현하기 위하여 유성기어 2세트를 기반으로 설계를 진행하였다. 선기어의 잇수가 증대되면 전체적인 감속기의 부피가 증대되기 때문에 감속기의 부피를 고려하여 선기어의 잇수를 10개로 동일하게 선정하였다. 다양한 감속비의 적용을 통해 저단의 유성기어 잇수 48개, 링기어 잇수 68개, 고단의 유성기어 잇수, 14개, 링기어 잇수 28개로 유성기어 저단에서 7.8, 고단에서 3.8의 감속비를 설정하였다. 이때 동력전달의 안전성을 위하여 모듈값을 2로 설정하여 설계를 진행하였다. 유성기어의 변속을 위해 감속되는 유성기어의 단속을 위하여 자동변속기에 적용되는 다판 유체클러치를 선정하여 수식을 통하여 클러치 토크를 고려하여 클러치 매수에 따른 클러치 작동유압을 설정하였다.
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MGF Filler 및 SMC 공법을 활용한 전자파 차폐용 복합재료에 관한 연구
정선경(Sun kyoung Jeoung),이평찬(Pyoung-Chan Lee),이명식(Myung Sik Lee),곽성복(Sung Bok Kwak),김영근(Young Keun Kim) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11
최근 자동차산업은 고기능/친환경의 스마트 그린카 산업에 이목이 집중되고 있다. 이에 따라 과거 화석연료 자동차에서 점차 전기자동차, 하이브리드 자동차 등의 그린 자동차 시장과 편의 및 안전 기능이 부여된 스마트 자동차 시장이 확대되고 있다. 이와 같은 관점에서 그린 자동차 및 스마트 자동차로 발전할수록 자동차 내부의 전장품의 수도 증가하고 있다. 이러한 전장품의 증가로 자동차 내부 환경에서 운전자 및 동승자가 전자파에 크게 노출되고 있다. 현재 자동차 내부 전장품에서는 저주파 대역의 전자파가 방출되고 있으며, 전자파 차단 소재 연구가 국내에서는 미흡한 실정이다. 전자파는 인체내부 흡수 시 체온상승 및 신경 자극 등 인체에 유해요소로 작용하며, 심각할 경우 백혈병, 심장질환 등을 유발하여 인체에 악영향을 미칠 위험성이 높다. 이에 본 연구에서는 MGF(Metal Coated Glass Fiber)를 활용한 SMC(Sheet Molded Compound) 공법을 이용하여 평면 전자파 차폐 측정 규정(ASTM4935-10)에 따라 전자파 차폐 효율을 측정하였다. 전자파 차폐율은 40~70dB 를 보였으며, 함량별 전자파 차폐율을 분석하였다. Filler와 Matrix 계면 간의 분산도와 접착면을 SEM을 통해 관찰하였으며, 고른 분산도를 보였다.
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김재환(Jaehwan Kim),최욱현(Wookhyun Choi),노의동(Euidong Ro),이창훈(Changhoon Lee) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
자동차시장에서 자동차 생산이 둔화되는 현재 상황에도 불구하고 자동차는 점차 사용자의 편의를 위해 고도 전자기술이 적용되고 발전해왔으며, 더 나아가 이 모든 전장장치들을 시스템화하여 통합으로 관리 할 수 있도록 하는 것이 향후 모든 자동차 전장시스템의 발전방향일 것이다. 현재 이러한 전장통합시스템 구축을 위한 개발이 가속화되고 있으며, 모든 전장시스템은 통합 HUB SYSTEM 기술을 중심으로 발전해 나갈 것이다. 요즘 출시되는 자동차는 별도의 옵션 없이도 USB충전포트 또는 USB통신포트를 흔히 볼 수 있다. 그만큼 USB포트가 일반 대중에게도 보편화 되었으며 지속적으로 출시되고 있는 휴대전자기기들과 호환이 가능하기 때문이다. 지금부터는 있으면 사용하는 시대를 지나 따져보고 선택하여 사용하는 시대이다. 대중의 전자기기에 대한 눈높이도 상당히 높아졌으며, 급변하는 스마트사회에서 고용량/고사양의 휴대전자기기들이 지속적으로 출시되고 있기 때문에 자동차내에서 충전속도뿐만 아니라 USB포트를 통해 자동차 내장 전장품들과의 연동 가능해야 한다. 현재까지는 자동차에 내장된 HEAD UNIT, BLACK BOX, CLUSTER 등을 별도의 포트로 제어하고 업데이트를 진행해야 하지만, HUB SYSTEM 기술이 적용되면 USB TYPE C 포트가 창구가 되어 최대 100W의 고속충전(Power Delivery3.0)뿐만 아니라 연결 가능한 모든 전장기기들의 데이터추출, 제어, 업데이트를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 통합 HUB SYSTEM으로 어떻게 전장기기들이 상호 연동이 되는지, 그리고 기존 차량 충전기에 적용되지 않았던 고속충전(Power Delivery3.0)과 USB통신이 공존되는 기술에 대한 연구를 하고자 한다. 향후 자동차 시장에서는 전기자동차의 채택으로 전장업체와의 비즈니스 성장을 가속화하고 있으며, 미래에는 자율주행으로 인해 자동차는 이동수단만이 아닌 주거의 기능도 함께 할 것이기에 자동차에 있어 전장시스템은 매우 다양하고 고도화된 기술로 발전될 것이다. 이에 통합 HUB SYSTEM 기술은 복잡해진 전장을 하나의 창구로 심플하게 만들어주며 중심역할로서 필수요소로 자리잡게 될 것이다.
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수소 연료전지 자동차의 충돌 및 화재안전성 관련 연구동향
임재문(Jae Moon Lim),장형진(Hyung Jin Chang),김규현(Gyuhyun Kim) 한국자동차공학회 2008 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
환경문제에 따른 배기가스 배출저감 및 자원고갈에 따른 대안으로 향후 수소 연료전지 자동차의 본격적인 시장진입이 예상되고 있다. 자동차 제작사 및 세계 각국의 정부 등은 수소 연료 전지 자동차가 기존의 내연기관 자동차와 동등 이상의 안전성을 확보할 수 있는 부품기술, 자동차 제작기술 및 이와 관련된 안전기준을 개발하기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 독일과 미국은 이미 수소 연료전지 자동차에 관한 안전기준을 제정한 일본과 협력하여 세계기술기준(GTR)을 제정하고자 시도하고 있으며, 우리나라도 이러한 주변 상황에 대응하기 위하여 수소ㆍ연료전지 자동차의 안전성 평가기술 개발에 관한 5개년 연구 과제를 2007년말부터 착수하였다. 이 연구는 수소 연료전지 자동차에 관한 제도 및 정책 연구, 수소 안전성 기술, 수소 연료전지 자동차 운행 안전성 기술 및 전기 안전성 기술에 관한 연구를 망라하고 있으며, 안전기준 및 안전성 평가기술을 개발하여 수소 연료전지 자동차관리정책에 반영하는 것을 목표로 하고 있다. 수소 연료전지 자동차 및 수소저장탱크를 포함한 연료시스템의 충돌 및 화재안전성에 관한 평가방법 및 안전기준 등을 도출하기 위해서는 정면/측면/후면충돌 및 전복 등과 같은 다양한 환경에서 실차시험을 수행하고, 이로부터 도출된 실제 결과를 반영하여야 할 것이지만, 수소 연료전지 자동차를 제작하는 비용이 매우 고가이므로 충돌시험으로부터 구할 수 있는 실제 데이터는 상대적으로 많은 제한이 있을 것으로 예상되고 있다. 이러한 점을 극복할 수 있도록 충분한 검토가 이루어져야 하며, 이에 따른 방안도 수립될 수 있어야 할 것으로 판단된다. The researches on the crash and the fire safety of hydrogen fuel cell vehicles (HFCV) have been progressing worldwide. Japan has already established and adopted a regulation to evaluate the performance of a HFCV. The National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) of the U.S. has been leading the hydrogen safety research program since 2004. The SAE FCV Safety Working Group has been addressing fuel cell vehicle (FCV) safety for over 8 years. The recommended practice for general fuel cell vehicle safety (SAE J2578) was published in 2002. The SAE Working Group is now developing a new recommended practice on vehicular hydrogen systems (SAE J2579). To develop a global technical regulation (GTR) concerning hydrogen/fuel cell vehicles, Germany, Japan and the U.S. submitted the proposal to United Nations World Forum for the Harmonization of Vehicle Regulations. Korea has started the research program on the development of safety evaluation techniques for hydrogen fuel cell vehicles in 2007. This paper explores research issues related to the crash and fire safety of HFCV.
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전기 자동차 경량화를 위한 에어컨 컴프레셔 모듈 안정성 분석
김상유(Sang-yu Kim),김재열(Jae-yeol Kim),김규훈(Kyu-hoon Kim),이찬우(Chan-woo Lee),이서한(Seo-han Lee),김재근(Jae-geun Kim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
현재 세계 각국에서 환경 규제로 실생활에서 많이 이용되고 있는 자동차는 환경 관련 규제의 영향을 많이 받고 있다. 이러한 사회의 요구로 자동차 업계에서는 하이브리드 차량과 친환경 자동차의 일종인 전기 자동차 개발에 집중하고 있다. 자동차 연료 소비의 약 23%는 차량의 중량과 연관되어 있어 차량의 중량을 줄이는 것은 연비향상, 이산화탄소 배출 절감과 차량의 내구수명 증가 등 많은 영향을 준다. 이와 같은 많은 장점으로 인해 친환경 자동차 개발을 위해 자동차 경량화에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 그 해결방안으로 친환경 자동차의 경량화를 위해 부품 단위에서 가벼운 소재를 적용하여 자동차 경량화를 진행하고 있다. 단순하게 가벼운 소재를 적용하는 것이 경량화를 뜻 하는게 아니라 가벼워진 만큼 단단하고 안정적으로 제작되어야 경량화라고 할 수 있다. 본 연구에서는 친환경 자동차의 전장부품 중 중량을 가장 크게 차지하고 있는 에어컨 컴프레셔 모듈의 가벼운 소재(A1 5XXX계열, A1 6XXX계열) 적용에 따른 안정성 분석으로 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS를 이용하여 구조해석을 통해 기존 소재 대비 동등 이상의 고강성과 내충격성이 확보되는지 확인하였다.
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자동차 산업의 역사와 급변하는 기술에 대응한 교육의 바람직한 방향에 관한 연구
황경수(Kyungsoo Whang) 한국자동차공학회 2001 한국자동차공학회 Workshop Vol.2001 No.-
오늘날 급속히 변화하고 있는 자동차 기술에 대응한 자동차 기술교육의 방법을 모색하여 대학을 졸업한 학생들의 현장 적응 능력을 높이고, 교육기관의 위상을 정립하고자 하는데 본 연구의 목적이 있다. 자동차의 기술은 일반제품 들과 달라서 사람의 생명을 담보로 하고 있기 때문에 그 정밀도와 신뢰도는 절대적이어야 한다. 특히 현재와 같은 초고속 다변화의 자동차 기술은 기계공학의 한계를 넘어 인공위성을 통한 정보의 교류와 인공지능, 신소재의 급속한 발달로 제한된 기간에 완성해야하는 대학교육을 통한 기술전수에 한계가 있었고, 이에 대비한 자동차기술교육방향의 확립은 시급한 시점에 왔다 할 것이다. 본 논문에서는 현재까지의 우리나라 자동차기술교육의 역사와 급격한 기술변화에 따른 보완 및 개선점, 현재 붐을 이루고 있는 민간자동차자격제도와 미국자동차정비사자격시험(ASE)시행에 대하여 기술하였다.
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