하이브리드 전기자동차

제 1 장 하이브리드 자동차 일반

1-1. 하이브리드 자동차의 정의 및 도입 배경 10
1. 하이브리드 자동차의 정의 10
2. 하이브리드 자동차의 도입 배경 11
1-2. 하이브리드 자동차의 역사 14
1. 최초의 하이브리드 자동차 14
2. 환경보호에 대한 자각과 석유가격의 폭등 16
3. 하이브리드 자동차에서 내연기관의 이용도 개선 대책 17
4. 오늘날의 하이브리드 자동차 18


제 2 장 하이브리드 자동차 분류 및 작동 모드

2-1. 하이브리드 자동차의 구조적 분류 20
1. 직렬 하이브리드 21
2. 병렬 하이브리드 25
3. 복합 하이브리드 35
2-2. 하이브리드 자동차의 하이브리드화 정도에 따른 분류 63
1. KS의 분류(KSR 0121) 63
2. SAE의 분류 63
3. 일반적인 분류 64
4. 마이크로(micro) 하이브리드 66
5. 마일드(mild) 하이브리드 70
6. 풀(full) 하이브리드 71
7. 외부 충전식 하이브리드 72
2-3. 하이브리드 자동차의 작동 모드 78
1. 병렬 및 복합 하이브리드의 작동 모드 78
2. 직렬 하이브리드의 작동 모드 79
3. 입력 변수와 출력신호 80
4. 스타트/스톱 모드(start/stop mode) 81
5. 회생제동(recuperative braking) 84
6. 부스트(boost) - 회전 토크 지원 87
7. 부하점 상향 이동(load point displacement) 88
8. 전기 주행(electric driving) 90


제 3 장 하이브리드 자동차의 동력원

3-1. 하이브리드 자동차 동력원 개요 94
1. 자동차 구동 시스템에 대한 주요 판단 기준 94
2. 자동차용 에너지원, 구동장치, 에너지 저장장치 및 에너지 변환장치 95
3. 열효율 96
4. 대기 오염 물질과 온실가스 98
5. 유정(油井; Well)에서 차륜(車輪; Wheel)까지 98
3-2. 열기관 106
1. 하이브리드 자동차용 왕복 피스톤 기관의 개선 대책 106
2. 스파크 점화 기관(Spark Ignition Engines) 109
3. 디젤기관(Diesel engine) 114
4. 2행정 기관 115
5. 회전 피스톤 기관(Rotary Piston Engine) 116
6. 스털링 기관(Stirling engine) 118
7. 가스 터빈(gas turbine) 123
8. 연료전지(Fuel Cells)-연료를 이용한 발전기(generator using fuel) 129
3-3. 전기기계 159
1. 전기기계 개요(introduction) 160
2. 직류 전동기 170
3. 3상 교류와 고정자의 회전자장 173
4. 3상 동기 전동기(3-phase synchronous electric motors) 178
5. 영구자석 동기전동기(PMSM 또는 PSM) - BLDC 179
6. 3상 유도 전동기(3 phase induction motor : IM) - 비동기 전동기 183
7. 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM : Switched Reluctance Motor) 187
8. 전동기 상호 비교 190
9. 구동 전동기 배치 방식 194


제 4 장 에너지 저장 시스템

4-1 에너지 저장 시스템 개요 200
1. 에너지 저장 형태 200
2. 자동차용 에너지 저장장치로서의 구비 요건(또는 필요 조건) 201
3. 하이브리드/전기 자동차에 사용되는 가역적인 에너지 저장시스템 203
4. 에너지 저장시스템의 주요 특성 204
5. 전기화학적 전위서열과 기전력 206
6. 2차 전지(secondary cell) 209
4-2. 납-축전지 211
1. 축전지의 주요 특성값 211
2. 납 축전지(Lead-Acid Battery) 218
4-3. 니켈-수산화금속 축전지 226
1. 니켈-수산화금속(Ni-MH) 축전지의 구조 및 작동 원리 226
2. 실제 자동차의 Ni-MH 축전지 231
3. Ni-MH 축전지의 장 ? 단점 234
4-4. 리튬-이온 축전지 235
1. 리튬-이온 축전지의 기본 구조 및 작동 원리 235
2. 리튬-이온(폴리머) 축전지 시스템의 특징 243
3. 실차의 리튬-이온 축전지 249
4. 고전압 축전지 관리 시스템 252
4-5. 슈퍼-캐퍼시터와 플라이휠 에너지 저장기 259
1. 슈퍼-캐퍼시터(super capacitor) 259
2. 플라이휠 에너지 저장기(flywheel energy storage) 273
4-6. 유압 하이브리드 및 유압 에너지 저장기 279
1. 유압 하이브리드의 구조 및 작동 원리 279
2. 유압 하이브리드의 주요 구성 요소 280
3. 전기 하이브리드와 유압 하이브리드의 비교 287
4. 유압 하이브리드 승용자동차(pneumatic hybrid passenger car) 291
5. 유압 회생제동 시스템(hydraulic Flywheel system) 293
4-7. 에너지 저장 시스템의 비교 297
1. 비출력[W/kg]과 비에너지[Wh/kg] 297
2. 리튬-이온 축전지 기술 298
3. 에너지 저장시스템 간의 비교 302


제 5 장 전기 / 전자

5-1. 스위칭 반도체 소자 308
1. 쌍극성 트랜지스터(BJT : Bipolar Junction Transistor) 309
2. 전계효과 트랜지스터(FET : Field Effect Transistor) 309
3. 절연 게이트 쌍극성 트랜지스터(IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor) 310
4. 스위칭 반도체 소자의 비교 312
5-2. 전력 전자 314
1. 기본 원리 및 시스템 구성 314
2. 주파수 변환기 - PWM 인버터(PWM-inverter) 317
3. DC/DC 컨버터(Buck/Boost Converter) 327
5-3. 하이브리드 자동차의 온-보드 회로 334
1. 온-보드(On-board) 회로의 구성 334
2. 전통적인 12V 온-보드(on-board) 회로의 안전 대책 350
3. 고전압 온-보드 회로의 안전 대책 352
5-4. PMSM과 BLDC 전동기의 제어 372
1. PMSM(영구자석 동기 전동기)과 BLDC 전동기의 비교 372
2. PMSM의 벡터(vector) 제어 373
3. 홀 센서를 이용한 BLDC 전동기 제어 378