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희지 자
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1 제 9 장친환경자동차기술

2 9-1 친환경자동차개발의필요성 동력발생장치 (Engine) 신기술 ( 친환경자동차 ) 원인 : CO2 대기오염에의한지구온난화 ( 환경파괴 ) 미국등선진국의배기가스규제강화 친환경자동차개발필요성대두 하이브리드자동차전기자동차연료전지자동차기존엔진성능향상

3 9-1 친환경자동차개발의필요성 세계적자동차관련환경규제의강화 유럽 - 자동차배기가스규제가가장엄격 - 유럽연합의배기가스배출기준 ( 유로 1 ~ 유로 5) - 유로 1 : 1993 년부터일반승용차와경트럭대상 - 유로 2 : 1996 년부터승용차대상 - 유로 3 : 2000 년부터전자동차대상으로확대 - 유로 4 : 2005 년적용 - 유로 5 : 2008 년부터적용된기준 - 유로 6 : 기준더욱강화, 2014 년부터적용예정 - 배출가스적용기준은각단계별로질소산화물 (NOx), 일산화탄소, 이산화탄소의배출량을단계적으로줄여야함 미국 - 대기청정법 (CAA, 1970 년 ) 과기업평균연비 (CAFE) - 캘리포니아주 : 1960 년 자동차오염방지법 제정, 1966 년부터엔진의배기가스규제실시, 현재에도엄격한배기가스규제를실시 - 미국의주마다적용하는기준과해석방법에차이가있음 일본 년부터자동차배기가스규제시작

4 9-2 하이브리드자동차기술동향 구분 HEV( 하이브리드 ) PHEV ( 플러그인하이브리드 ) RE-EV ( 그린전기자동차 ) EV ( 순수전기자동차 ) FCEV ( 연료전지 ) 병렬형 HYBRID 직렬형 HYBRID 동력계구조 엔진 + 大 연료탱크 모터 小 배터리 엔진 + 中 연료탱크 모터 전원中 배터리 小전원大연료탱크배터리엔진발전기모터 모터 전원 배터리 배터리 모터 스택 수소탱크 구동원엔진 + 모터엔진 + 모터모터모터모터 에너지원가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기전기수소 엔진용량大中小無無 베터리, 모터용량 특징 적용 사례 小中大大大 자동차의주행상황에따라엔진과모터가선택적으로작동 전기모터만으로작동하는동안연비향상 ( 기존차량대비 2 배이상 ) 소용량베터리 전기주행 가능거리, 최고속도낮음 * 배터리의충전은회생 제동장치이용 프리우스 ( 도요타 ) 인사이트 ( 혼다 ) 아반떼 LPI ( 현대 ) HEV 에大용량베터리장착 + 외부충전가능 전기주행가능거리 (AER ; All Electric Range) + 최고속도확장 엔진의크기가작아지고작용최소화로 CO2 의배출량저감 Hymotion( 도요타 ) Sprinter Van( 벤츠 ) CLEANOVA 2/3 PLUS (SVE 프랑스, 개발중 ) 모터만으로만주행, 엔진은베터리충전용으로만사용 베터리가 70% 이상방전시엔진으로충전 PHEV 대비엔진소형화 F3DM (BYD) VOLT (GM) Flextreme ( 오펠, 컨셉카 ) 단거리전기로만주행 100 km 이내 운용불편 Zero-Emission I-MiEV ( 미쓰비시 ) SMART ED ( 다임러 ) e-zone (CT&T) AURORA (AD-TECS) 수소 / 산소반응으로전기 발생시켜전기로주행 Zero-Emission 수소탱크, 스택등차량 레이아웃불리 시스템고가 스포티지, 모하비 ( 기아 ) Hybrid = 2 가지이상이섞여있다는의미 ( 잡종 )

5 9-2 하이브리드자동차기술동향 Hybrid 자동차핵심부품

6 9-2 하이브리드자동차기술동향 BMW Hybrid

7 9-2 하이브리드자동차기술동향 BMW Hybrid

8 9-2 하이브리드자동차기술동향 Toyota Hybrid

9 9-2 하이브리드자동차기술동향 Volvo PHEV

10 9-2 하이브리드자동차기술동향 KIA ray PHEV concept car

11 9-2 하이브리드자동차기술동향 GM Volt RE-EV GM Volt : - 16kWh 급리튬이온 2 차전지장착 - 최대출력 130~140kW - 순수전기구동주행거리 40mile 달성 - 연간 1,900 liter 의연료절감과 4,400kg 의 CO 2 배출저감 연료탱크엔진 발전기모터 전원배터리

12 9-3 전기자동차기술동향 친환경자동차구분 구분 HEV( 하이브리드 ) PHEV ( 플러그인하이브리드 ) RE-EV ( 그린전기자동차 ) EV ( 순수전기자동차 ) FCEV ( 연료전지 ) 병렬형 HYBRID 직렬형 HYBRID 동력계구조 엔진 + 大 연료탱크 모터 小 배터리 엔진 + 中 연료탱크 모터 전원中 배터리 小전원大연료탱크배터리엔진발전기모터 모터 전원 배터리 배터리 모터 스택 수소탱크 구동원엔진 + 모터엔진 + 모터모터모터모터 에너지원가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기전기수소 엔진용량大中小無無 베터리, 모터용량 특징 적용 사례 小中大大大 자동차의주행상황에따라엔진과모터가선택적으로작동 전기모터만으로작동하는동안연비향상 ( 기존차량대비 2 배이상 ) 소용량베터리 전기주행 가능거리, 최고속도낮음 * 배터리의충전은회생 제동장치이용 프리우스 ( 도요타 ) 인사이트 ( 혼다 ) 아반떼 LPI ( 현대 ) HEV 에大용량베터리장착 + 외부충전가능 전기주행가능거리 (AER ; All Electric Range) + 최고속도확장 엔진의크기가작아지고작용최소화로 CO2 의배출량저감 Hymotion( 도요타 ) Sprinter Van( 벤츠 ) CLEANOVA 2/3 PLUS (SVE 프랑스, 개발중 ) 모터만으로만주행, 엔진은베터리충전용으로만사용 베터리가 70% 이상방전시엔진으로충전 PHEV 대비엔진소형화 F3DM (BYD) VOLT (GM) Flextreme ( 오펠, 컨셉카 ) 단거리전기로만주행 100 km 이내 운용불편 Zero-Emission I-MiEV ( 미쓰비시 ) SMART ED ( 다임러 ) e-zone (CT&T) AURORA (AD-TECS) 수소 / 산소반응으로전기 발생시켜전기로주행 Zero-Emission 수소탱크, 스택등차량 레이아웃불리 시스템고가 스포티지, 모하비 ( 기아 )

13 9-3 전기자동차기술동향 세계최초의전기자동차 1884 년영국, 발명가토마스파커 (Thomas Parker) NISSAN Leaf

14 9-3 전기자동차기술동향 Battery Battery NISSAN Leaf 전기자동차 platform

15 9-3 전기자동차기술동향 전기자동차내부

16 9-3 전기자동차기술동향 전기자동차구성부품 리튬이온밧데리의단위셀

17 9-3 전기자동차기술동향 전기자동차용베터리종류

18 9-3 전기자동차기술동향 영국벤틀리전기자동차 24V 모터사용, 한명탑승, 최고속도 64km, 자동차의중량 120kg, 차체등주요재료카본섬유사용

19 9-3 전기자동차기술동향 BMW mini-e 전기자동차 충전식리튬 - 이온배터리, 150kW 전기모터, 1 회충전 250km 주행, 최대토크 22.4kg.m

20 9-3 전기자동차기술동향 전기자동차핵심부품구성 모터구동 고전압모터제어장치 고전압 / 고전력제어시스템 고효율동력전달 / 분배장치 고출력구동장치 RE-EV 용모터시스템 RE-EV 용차체 / 샤시플랫폼 차체샤시 / 플랫폼 RE-EV 핵심시스템장착가능한스페이스프레임과 CFRP 차체개발 전동식능동형현가장치 노면감응형능동형현가시스템장착 고내구 / 저소음 / 저마찰구동장치 고전압전장품 고전압용와이어, 스위치, 센서 ` ` 전동식제동 / 조향장치 전동식능동형조향 / 제동장치장착 RE-EV 용에너지저장장치 대용량 / 장수명배터리시스템 고전압전장부품 DC/DC 컨버터, 인버터, 와이어하네스 발전장치 배터리충전용발전장치 충전인터페이스 충전인터페이스핵심부품 에너지저장 / 충전 배터리충전장치 충전제어알고리즘 전장부품통합냉각시스템 모터 / 발전기등의전장부품통합냉각 고효율전동식공조시스템 전동식냉방시스템및엔진폐열을이용한실내난방 공통핵심부품

21 9-4 연료전지자동차기술동향 구분 HEV( 하이브리드 ) PHEV ( 플러그인하이브리드 ) RE-EV ( 그린전기자동차 ) EV ( 순수전기자동차 ) FCEV ( 연료전지 ) 병렬형 HYBRID 직렬형 HYBRID 동력계구조 엔진 + 大 연료탱크 모터 小 배터리 엔진 + 中 연료탱크 모터 전원中 배터리 小전원大연료탱크배터리엔진발전기모터 모터 전원 배터리 배터리 모터 스택 수소탱크 구동원엔진 + 모터엔진 + 모터모터모터모터 에너지원가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기가솔린, 디젤 + 전기전기수소 엔진용량大中小無無 베터리, 모터용량 특징 적용 사례 小中大大大 자동차의주행상황에따라엔진과모터가선택적으로작동 전기모터만으로작동하는동안연비향상 ( 기존차량대비 2 배이상 ) 소용량베터리 전기주행 가능거리, 최고속도낮음 * 배터리의충전은회생 제동장치이용 프리우스 ( 도요타 ) 인사이트 ( 혼다 ) 아반떼 LPI ( 현대 ) HEV 에大용량베터리장착 + 외부충전가능 전기주행가능거리 (AER ; All Electric Range) + 최고속도확장 엔진의크기가작아지고작용최소화로 CO2 의배출량저감 Hymotion( 도요타 ) Sprinter Van( 벤츠 ) CLEANOVA 2/3 PLUS (SVE 프랑스, 개발중 ) 모터만으로만주행, 엔진은베터리충전용으로만사용 베터리가 70% 이상방전시엔진으로충전 PHEV 대비엔진소형화 F3DM (BYD) VOLT (GM) Flextreme ( 오펠, 컨셉카 ) 단거리전기로만주행 100 km 이내 운용불편 Zero-Emission I-MiEV ( 미쓰비시 ) SMART ED ( 다임러 ) e-zone (CT&T) AURORA (AD-TECS) 수소 / 산소반응으로전기 발생시켜전기로주행 Zero-Emission 수소탱크, 스택등차량 레이아웃불리 시스템고가 스포티지, 모하비 ( 기아 )

22 9-4 연료전지자동차기술동향 연료전지 (Fuel Cell) 자동차 Hybrid = 2 가지이상이섞여있다는의미 ( 잡종 ) ( 고등학교화학 ) 물의전기분해 물 + 전기 수소 + 산소 연료전지 (fuel cell) 수소 + 산소 물 + 전기 zero emission 고효율 ( 발전효율 40% 이상 ), 무공해, 무소음, 다연료가능 전기모터를이용하여자동차구동

23 9-4 연료전지자동차기술동향 연료전지 (Fuel Cell) 자동차

24 9-4 연료전지자동차기술동향 연료전지 (Fuel Cell) 자동차 (2010년 2월 ) 현대자동차 100kW급연료전지스택개발 - 연료전지의혁명 운전효율 : 세계최고 평균수명 : 3,000시간 5,000시간 최대용량 : 80kW급 100kW급 1회충전으로 637km까지운행가능 금속분리판상용화기술이용 ( 전세계 4개회사, 고급기술 ) 승용차 40대와버스6대를통해시범운행중 연료전지시장폭발적증가예상 ( 미국에너지부, 2012년 2903억원 2021년 42조3529억원 )

25 9-4 연료전지자동차기술동향 연료전지 (Fuel Cell) 자동차

26 9-4 연료전지자동차기술동향 시보레연료전지자동차

27 9-4 연료전지자동차기술동향 Honda 연료전지자동차

대구경북그린카부품산업발전방안

2009-070 대구경북그린카부품산업발전방안 차례 표차례 그림차례 요약 i ( ) ( ) () 4,577 277,319 38,865,170 354(7.7%) 15,360(5.5%) 1,267,554(3.3%) 392(8.6%) 19,432(7.0%) 1,755,923(4.5%) ii iii iv v vi 1 제 1 장서론 대구경북그린카부품산업발전방안 1