박경서 강사님
1일 차 모빌리티와 부품산업(Mobility & Automotive)
- 미래 모빌리티 산업의 변화
Mobility
| 차량전동화(친환경) | 자율주행(인지파트 부족) |
| 에너지효율화 | 스마트팩토리 |
자동차의 기본동작
| Go | 동력발생장치(Power unit) : 엔진으로 최초의 동력을 발생시키는 역할(스타트 모터) |
| Run | 동력전달장치(Driveline) : 엔진에서 생긴 동력을 타이어로 전달하는 장치 |
| Turn | 조향장치(Steering) : 진행방향을 바꾸기위해 앞바퀴 회전축방향을 바꾸는 장치 |
| Stop | 제동장치(Brake) : 기계의 속도를 감속, 정지시키는 장치 |
| Stabilize | 현가장치(Suspension) : 노면의 충격이 차체, 탑승자에게 전달되지 않게 충격을 흡수하는 장치 |
| Connect | 전기장치(Electronics) : 운행에 필요한 전기 장치 및 전자 제어 장치에 전기 에너지를 공급하는 각종 부품 및 회로 |
| Protect | 차체(Car Body) : 차와 면을 이루는 부분(보호) |
In Wheel Motor system : 각각의 타이어에 모터를 넣어 Go, Run, Turn을 한 번에 제어
현대(광고)
차에서 고전압에서 저전압으로의 변환 후 여러 전자기기를 충전, 고전압의 전류를 주고받으며 차량끼리 충전
크루즈모드, 차선보조장치, 동작감지장치, 자동감속장치 등등
Meta Mobility : 자동차라는 공간을 가고자하는 공간으로 변환
- 부품산업 트렌드와 주요 기업 분석
네이버페이 증권 - 자동차부품 (시가총액)
HL만도, 에스엘, DN오토모티브, 현대위아, 세방전지, 현대모비스 등
시이오 랭킹
2일 차 친환경과 자율주행(Eco-Friendly & Autonomous)
- 친환경과 차량전동화 기술
현대 선행기술원의 지향방향 : 탄소중립, 모듈러 자동차, 개인화
차세대 기술
| 5분 충전 100km 주행 | 모듈형 전기차 전용 플랫폼 | 인휠 모터 적용 | 초고속 충전설비 등장 | 목적 기반 전기차(PBV) 등장 |
모듈형 : 1, 2, 3, 4, 5를 필요에 따라 넣고 뺄 수 있는 것
-> 해체 편해지며 재활용 용의
수소연료전지 : 수소 + 산소 -> 전기 + 물
SDV(Software Defined Vehicle) : Software로 Hardward까지 주요 기능을 관리 제어하는 차량
PBV(Purpose Built Vehicle) : 특정 목적을 위해 설계된 차량
| 하이브리드 전기차 (HEV) | 서로 다른 구동계를 합침 (엔진이 구동함에 따라 내부 충전), 가속과 오르막에 모터개입 |
| 플러그인 하이브리드 전기차 (PHEV) | 서로 다른 구동계를 합침 (외부 충전), 일정속도 이상일 때 엔진개입 |
| 전기차(EV) | 전기모터 |
영구자석 동기 모터 : 회전자에 영구자석이 부착되어 있고, 회전자와 자속이 동기(같은 속도)로 회전하는 모터
변속제어 ASC : 엔진, 모터 사이의 토크분배 정밀제어 -> 미끄러짐 방지, 구동력 제어, 주행 안정성 향상
HEV 배터리구성 : 고전압 배터리(전기모터), 저전압 배터리 따로 활용
PE 시스템(power electric system) : 기술, 부품용어정리
전기차의 구동장치 : 모터, 인버터, 감속기
일체 PE시스템 : 모터,인버터,감속기 통합
1세대 모터, 인버터, 감속기 / 평균효율계산 90%
2세대 모터 + 인버터, 감속기 / 효율 92%
3세대 모터 + 인버터 + 감속기 / 효율 94% -- 크기감소, 힘증가
영구자석 모터, 희토류 영구자석
인버터 : DC(직렬) 전기 => AC(교류) 전기 / 전동기의 속도제어, 차량, 보조 전원 장치 등 역할
희토류 영구자석 : 합금으로 만들어진 강력한 영구자석
내연기관 간접/직접분사 : 실린더 외/내부 연료분사 차이, 내부가 연비, 출력이 좋고 소음이 크며 정비가 더 어려움
직접/간접냉각 : 냉각매체와의 직/간접 접촉, 직접이 냉각효율이 좋지만 누수/부식 위험으로전기 안전성이 떨어지지만 구조는 단순.
EV안전설계 중요 : 배터리로 인한 화재사고 매우 위험
E-GMP(Electric-Global Modular Platform) : 현대의 전기차 전용으로 개발한 차세대 모듈형 플랫폼
BMS(Battery Mangement System) : 배터리를 전체적으로 관리, 보호와 동시 이를 사용하는데 필요한 제어 정보 제공
| 배터리 시스템 모니터링 SoC(충전 상태), SoH(수명) 예측, 고장진단 |
배터리 셀 관리 셀 벨런싱(온도의 균일 등등) |
배터리 제어 과충전, 과방전, 과전류 제어 |
UBESS(Used Battery Energy Storage System)
배터리 7~10년 후 주행거리, 충전속도 감소
매립, 소각 -> 환경오염
신재생에너지의 배터리(불규칙적 충전)
배터리 자체진단 중요
실증사업 : 기술성, 시장성, 사업성 측면에서의 타당성을 확보하고 신뢰성을 구축하기 위한 일련의 사업 활동
수소전기차
수소 + 산소 = 전기 + 물 / 공기정화 효과
| 수소 저장 시스템 | 공기 공급 시스템 | 연료전지 스택 | 구동모터 (전기 => 운동에너지) (발전기 역할도 수행) |
부산물은 순수한 물 |
수소의 종류
| 그린수소 | 블루수소 | 그레이수소 |
| 신재생에너지를 통해 얻은 수소 CO2 없음 |
대용량에 따른 증가비용 시간에 따른 저장비용이 적음 발생한 CO2를 포집 |
수소의 96% |
수소 생산 자체도 중요하지만 이것을 포장해 배달도 중요.
차뿐만 아니라 전체적 연료소비 부분에 큰 영향
| 탄소경제 | 수소경제 | |
| 에너지 패러다임 | 탄소자원 중심(99% 수입) | 수소 중심(에너지 자립 기여) |
| 에너지 공급 | 대규모 투자가 필요한 중앙집중형 에너지 수급 | 소규모 투자로 가능한 분산형 에너지 수급 |
| 입지적 제약이 크고 주민 수용성이 낮음 | 입지적 제약이 적고 주민 수용성이 높음 | |
| 경쟁 양상 | 자원개발 및 에너지 확보 경쟁 | 기술경쟁력 확보 및 규모의 경제 경쟁 |
| 환경성 | 온실가스, 대기오염물질(Co2, NOx, SOx 등) | 온실가스(비교적 적음), 부산물(물) |
- 자율주행시스템과 TaaS(Transportation as a Service:서비스로서의 운송)
모셔널 : 무인 로봇 택시 서비스
ADAS(Advanced Driver Assistance System) : 단순한 경고 시스템에서부터 반자율주행이 가능한 첨단 기능 등등 포함
전방 출동방지 보조(FCA,Forward Collision-Avoidance Assist), 차로 이탈방지 보조(LKA,Lane Keeping Assist), 후측방 충동방지 보조(Blind-Spot Collision-Avoidance Assist), 안전 하차 경고(SEW,Safe Exit Warning),운전자 주의 경고(DAW,Driver Attention Warning), 스마트 크루즈 컨트롤(SCC) 등등
센서
라이다 : 단파장의 레이저 펄스 반사를 통해 3차원으로 정확히 이미지화 (3단계 이상)
레이다 : 파장을 통해 이미지화
센서 클리닝
직접분사 방법 / 원심력으로 인한 오염방지 / 로테이터캠 메커니즘
4D 이미징레이더 : 높이라는 추가적 차원, 정확도 개선, 안전성 개선
3일 차 메타팩토리(Manufacture)
- 자동차 제조공정
스마트팩토리 : 생명이 없는 도구들이 명령을 받거나 주인의 뜻을 스스로 헤아려 일 하는 공장
예) HMGICS(Hyundai Motor Group Innovation Center Singapore)
컴베이어 방식 : 일련의 과정을 한 번 쭉 조립하여 만듦
셀 방식 : 중간에 빼내어 각각의 부품을 순서없이 조립가능
디지털 트윈 : 가상 공장과 실제 공장 두가지를 두어 실시간으로 공장의 상황을 파악할 수 있음으로써 효율성과 안정성을 높인다.
현대 S이노베이션추진팀 : 스마트 팩토리 기술과
스마트 매뉴얼 팩처링 : 제품의 설명서 제작 및 관리 방식에 스마트 기술을 적용하여 효율성을 높이고 편리성을 개선하는 것
- 제조생산이론과 주요 부품생산공정
프레스 : 원형 강판을 프레스로 가공하여 각 차량의 몸체를 구성하는 부품 성형(세정 및 교정 - 블랭킹 - 드로잉 - 플랜징)
| 세정 및 교정 | 블랭킹 | 드로잉 | 피어싱 | 플랜징 |
| 불순물 제거 | 적당한 크기로 절단 | 주름, 균열이 일어나지 않도록 성형 | 구멍을 뚫는 과 | 테두리 부분을 접어 날카로운 부분 없앰 |
차체조립(각 부분별 용접방법이 다양함.)
도장공정 : 부식방지, (대부분 기계)
| 하도 | 부착력을 높이고 방청 역할을 함 |
| 중도 | 표면을 매끄럽게 만듦 |
| 상도 | 미관으로 색상과 광택을 결정(스프레이를 넓고 고르게 뿌리는게 중요) |
의장조립 : 어느정도의 토크로 볼트를 조이며 그에 대한 확인 시스템, 품질확인 등 포
엔진공정 : 작업자 수 많음
도어조립 : 1차 가조립, 2차 조립
하이퍼 케스팅 : 대형 주조 틀에 알루미늄 합금을 붓고 높은 압력으로 차체 및 부품을 한 번에 성형하는 제조 공법
저온 경화 공정 : 미세 크랙, 휨, 계면 박리(붙어있어야할 층간의 분리) 방지
페인드의 개발로 얻는 장점
약간의 마모가 있더라도 스스로 복원하며 표면 유지
헤드라이이닝장착자동화, 면품질검사자동화시스템(0.15m단위로 확인), --- 액상형도장필름, 하이퍼캐스팅(그 후 처리), 하드웨어공급자동화시스템
- 전기차 제조공정
배터리컨트롤러, 검수공정(연구중)
- 배터리 제조공정의 특성
| 1. 전극 공정 | 2. 조립 공정 (제조사마다 용이) 와인딩, 스태킹 |
3. 활성화 공정 (에이징)SEI 두께 결정, Degassing |
4. 팩 공정 셀들을 모으고 모듈 -> 팩 (BMS) |
| 1-1. 믹싱공정 음극과 양극 활물질과 바인더 등을 믹싱 => 슬러리 생성 |
1-2. 코딩 공정 알루미늄 호일에 얇게 코딩 (성능 및 수명에 중요 역할) |
1-3. 롤 프레싱 공정 건조 후 납작하게 압축 (합제 밀도) |
1-4. 슬리팅, 노칭 공정 정밀 절단(레이저), |
바인더 : 입자와 입자의 결합과 같은 형태 유지, 기계적 강도 혹 유연성, 접착력 부여
활물질 : 리튬이온 저장/이동 역할
도전재 : 전도성 부여
슬러리 : 전극을 제조할 대 사용하는 혼합물(활물질, 바인더, 도전재)
원가비용 상승 중 => 공정원가 절감을 위한 노력
구동모터 : 전기에너지를 회전운동으로 변환하는 전기 모터로 전기차에서 엔진을 대체하는 핵심 부품
PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor, 영구자석 동기모터) : 구동모터의 종류, 자기장을 회전시켜 동기적으로 회전
4일 차 직무역량(Job Competency)
생산관리
공정개발의 목적 : 생산성 향상, 품질 안정화, 원가 절감.
생산성 : 총생산량-불량생산량 / 생산시간
생산관리의 기능
- 연구개발직군
인터페이스
정속성
파이롯트 : 전반적 관리
차량개발 - 시험 (파이롯트) : 차량 부품 또는 차량 전체 성능을 평가, 개선
- 생산/품질직군
플랜트운영 : 전반적 관리 생산운영 품질관리 생산관리 생산지원
개발관리, 생산관리
플랜트기술 : 생산기술기획, 생산기술개발, 선행생산기술, 양산생산기술, 툴링기술
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강의 중 강사님이 말씀하신 추가적 중요부분
공모전 중요
아이디어 공모전과 같은 쉬운것도 좋음
특허와 같은 지적 자산 중요
전기전자전공생 EV 인버터쪽 추천!!(+수소전기차)
전기전자 : 한전(내용적) / 반도체,2차전지(기술적)
같은 전공생끼리 보다는 프로젝트에 다양한 학과, 직군의 사람들이 모여 각각의 서로 다른 관점과 의견으로 진행해가는게 중요
새로운 용어들 확실히 정리, 인지
전기차의 예로 모든 센서의 확인절차에 대한 개발연구 추천
전반적 법규에 대한 지식도 좋음
같이 한 방향으로 가기위한 프로젝트 경험 추천
자동차 전반적 지식을 위한 자격증도 추천
추천 도서 : 바퀴의 이동 (미래모빌리티 산업에 대한 다양한 관점), 왜 그렇게 일에 진심이야 (현대에 20개의 직무 담당자의 말)
지원동기, 아이디어를 만드는데 도움
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후기
한마디로 미래자동차에 대한 개념부터 공정과정까지의 기본적 지식을 쌓는데 큰 도움이 되었으며 이를 바탕을 내가 어떤 방향으로 자동차에 대한 발전을 향하여야 하는지 알 수 있는 시간이였다. 지식을 쌓는데 도움이 됐을 뿐만 아니라 강사님이 강의 중간중간에 끼워 말씀하신 학교를 다니면서 취업을 위해 공모전을 준비한다면 어떤 공모전을 준비하고 나가는게 좋은지 혹 차량용 인버터쪽과 같이 어떤 곳을 가는게 추천이 되는지 등 앞으로의 생활에 대한 나의 계획을 수립하는데 좋은 영향을 주셨다.
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