책소개
전기자동차의 기초가 되는 핵심기술을 설명한 책. 전기자동차에서 다루어야 하는 배터리, 커패시터 및 플라이휠과 같은 에너지 저장장치, 연료전지, 수소공급 방법, 전동기 등의 기본개념을 먼저 설명한 뒤, 이 요소들을 자동차로 통합시키는 방법을 설명한다.
목차
목차
역자서문ⅲ
목차ⅴ
감사의 글ⅹⅲ
약어ⅹⅴ
기호ⅹⅸ
1장소 개1
1.1간략한 역사1
1.1.1초기1
1.1.21910년 이후 전기자동차의 상대적인 쇠퇴3
1.1.3배터리 전기자동차가 널리 사용되고 있는 분야6
1.220세기 말의 기술 개발7
1.3오늘날 사용되는 전기자동차의 종류8
1.3.1배터리 전기자동차9
1.3.2내연기관/전기 하이브리드 자동차11
1.3.3연료공급 전기자동차17
1.3.4전력선을 이용한 전기차량19
1.3.5태양광발전 구동 자동차19
1.3.6플라이휠 또는 수퍼커패시터를 사용하는 전기자동차20
1.4미래의 전기자동차22
참고문헌23
2장배터리25
2.1소개 25
2.2배터리 파라메터26
2.2.1셀 및 배터리 전압26
2.2.2충전(Amp-hour) 용량28
2.2.3저장 에너지29
2.2.4비에너지(specific energy)30
2.2.5에너지 밀도30
2.2.6비전력(specific power)30
2.2.7Amp-hour(또는 충전) 효율32
2.2.8에너지 효율32
2.2.9자기방전율33
2.2.10배터리 구조33
2.2.11배터리의 온도, 가열 및 냉각의 필요성33
2.2..12배터리의 수명과 딥사이클(deep cycle)의 횟수33
2.3납 배터리34
2.3.1납 배터리의 기초34
2.3.2납배터리의 특징36
2.3.3배터리의 수명과 유지보수39
2.3.4배터리 충전40
2.3.5납 배터리 요약41
2.4니켈 기반(nickel-based) 배터리41
2.4.1소개41
2.4.2니켈카드뮴 배터리41
2.4.3니켈금속수소화물 배터리45
2.5나트륨 기반(sodium-based) 배터리48
2.5.1소개48
2.5.2나트륨황 배터리48
2.5.3나트륨금속염화물(Sodium metal chloride or Zebra) 배터리50
2.6리튬 배터리53
2.6.1소개53
2.6.2리튬폴리머 배터리53
2.6.3리튬이온 배터리53
2.7금속공기 배터리55
2.7.1소개55
2.7.2알루미늄공기 배터리55
2.7.3아연공기 배터리56
2.8배터리 충전57
2.8.1배터리 충전기57
2.8.2충전균일화59
2.9설계자의 배터리 선택62
2.9.1소개62
2.9.2현재 상용으로 구입할 수 있는 배터리63
2.10하이브리목차드 자동차에서의 배터리 사용64
2.10.1소개64
2.10.2내연기관/배터리 전기 하이브리드 자동차64
2.10.3배터리/배터리 전기 하이브리드 자동차65
2.10.4플라이휠을 사용한 조합65
2.10.5복합 하이브리드 방식65
2.11 배터리 모델링66
2.11.1배터리 모델링의 목적66
2.11.2배터리 등가회로66
2.11.3배터리 용량의 모델링69
2.11.4일정한 전력에서의 배터리 시뮬레이션75
2.11.5Peukert 계수의 계산79
2.11.6배터리 크기의 근사화80
2.12 결론81
참고문헌83
3장대체에너지원과 신에너지원 및 저장85
3.1소개85
3.2태양광발전85
3.3풍력87
3.4플라이휠89
3.5수퍼커패시터92
3.6전원레일96
참고문헌99
4장연료전지101
4.1연료전지, 현실적인 선택인가? 101
4.2수소연료전지 : 기본원리104
4.2.1전극 반응104
4.2.2전해질의 종류106
4.2.3연료전지 전극108
4.3연료전지 열역학 - 소개112
4.3.1연료전지 효율과 효율한계112
4.3.2효율과 연료전지 전압116
4.3.3실제 연료전지 전압117
4.3.4압력 및 가스농도의 영향119
4.4셀의 직렬연결 - 양극판120
4.5PEMFC에서의 물관리125
4.5.1물 문제에 대한 소개125
4.5.2PEMFC의 전해질126
4.5.3PEM의 수분 유지129
4.6PEMFC의 열관리131
4.7완전한 연료전지 시스템133
참고문헌135
5장수소 공급137
5.1소개137
5.2연료개질140
5.2.1연료전지 요구 조건140
5.2.2수증기개질140
5.2.3부분산화개질과 자열개질142
5.2.4연료의 고품질화 처리과정 : 일산화탄소의 제거144
5.2.5실제적인 수송차량용 연료처리 145
5.3수소 저장Ⅰ - 수소로서 저장147
5.3.1문제에 대한 소개147
5.3.2안전성148
5.3.3압축가스로서 수소저장149
5.3.4액체로서 수소 저장151
5.3.5가역적 금속수소화물에 의한 수소 저장154
5.3.6탄소나노섬유157
5.3.7수소저장방법의 비교157
5.4수소 저장 Ⅱ : 화학적인 방법158
5.4.1소개158
5.4.2메탄올159
5.4.3알칼리금속 수소화물162
5.4.4수소화붕소나트륨163
5.4.5암모니아168
5.4.6수소저장방법의 비교171
참고문헌172
목차
6장전기기기 및 제어기175
6.1브러시형 직류전동기175
6.1.1직류전동기의 기본 원리175
6.1.2토크-속도 특성177
6.1.3브러시형 직류전동기의 제어182
6.1.4직류전동기의 자계 형성183
6.1.5직류전동기의 효율185
6.1.6전동기 손실과 전동기의 크기189
6.1.7브레이크로 동작하는 전동기190
6.2직류전압 조정과 전압 변환193
6.2.1스위칭 소자193
6.2.2강압형 또는 벅(buck) 전압조정기196
6.2.3승압형 또는 부스트(boost) 스위칭 전압조정기198
6.2.4단상 인버터201
6.2.53상 인버터205
6.3브러시리스 직류전동기207
6.3.1서론207
6.3.2브러시리스 직류전동기207
6.3.3스위치드 릴럭턴스 전동기211
6.3.4유도전동기215
6.4전동기의 냉각, 효율, 크기 및 무게218
6.4.1전동기의 효율 개선218
6.4.2전동기 무게220
6.5하이브리드 자동차용 전기기기222
참고문헌224
7장전기자동차의 모델링225
7.1소개225
7.2견인력(tractive effort)226
7.2.1소개226
7.2.2구름저항력227
7.2.3공기역학적 항력227
7.2.4등판력(hill climbing force)228
7.2.5가속력228
7.2.6총 견인력231
7.3자동차 가속의 모델링231
7.3.1가속성능 파라메터231
7.3.2전기스쿠터의 가속성능 모델링233
7.3.3소형자동차의 가속성능 모델링239
7.4전기자동차의 주행거리 모델링242
7.4.1구동사이클(driving cycle)242
7.4.2배터리 구동 전기자동차의 주행거리 모델링248
7.4.3정속 주행거리 모델링255
7.4.4시뮬레이션의 다른 용도255
7.4.5연료전지 자동차의 주행거리 모델링258
7.4.6하이브리드 전기자동차의 주행거리 모델링261
7.5시뮬레이션 : 요약262
참고문헌263
8장설계 고찰265
8.1소개265
8.2공기역학적 고찰265
8.2.1공기역학과 에너지265
8.2.2차체/샤시의 공기역학적 형상270
8.3구름저항 고찰272
8.4변속장치의 효율274
8.5자동차 무게 고찰278
8.6전기자동차의 샤시와 차체의 설계280
8.6.1차체/샤시 요구조건280
8.6.2차체/샤시 설계282
8.6.3차체/샤시의 강도, 강성 및 충돌저항284
8.6.4안정성을 위한 설계287
8.6.5전기자동차의 서스펜션(suspension)288
8.6.6오늘날의 배터리구동 자동차 및 하이브리드 전기자동차에 사용된 샤시의 예288
8.6.7오늘날의 연료전지 자동차에 사용된 샤시289
8.7설계에 있어서의 일반적인 문제290
8.7.1설계사양290
8.7.2전기자동차의 설계에 사용되는 소프트웨어291
9장보조시스템 설계293
9.1소개293
9.2가열 및 냉각 시스템293
9.3제어기 설계298
9.4파워스티어링(power steering)300
9.5타이어의 선택목차301
9.6사이드미러, 안테나, 화물용 선반301
9.7전기자동차의 재충전 및 연료재공급 시스템302
10장전기자동차와 환경305
10.1소개305
10.2자동차에 의한 오염 : 영향306
10.3자동차에 의한 오염 : 정량적 분석309
10.4수송분야별 차량에 따른 오염315
10.5전력계통선을 통해 사용되는 대체에너지 및 지속가능 에너지 316
10.5.1태양에너지317
10.5.2풍력에너지317
10.5.3수력에너지319
10.5.4조력에너지319
10.5.5바이오매스 에너지319
10.5.6지열에너지320
10.5.7핵에너지320
10.5.8해양 조류에너지320
10.5.9파력에너지(wave energy)321
10.6연료공급 차량에 지속가능한 에너지의 사용321
10.6.1연료전지와 재생에너지321
10.6.2기존의 내연기관 자동차에 지속가능한 에너지의 사용322
10.7규정과 법률제정가의 역할322
참고문헌324
11장 사례 연구325
11.1소개325
11.2충전가능 배터리 차량325
11.2.1전기자전거326
11.2.2전기 이동보조차량(electric mobility aid)328
11.2.3저속 차량329
11.2.4배터리 구동 자동차와 밴330
11.3하이브리드 자동차334
11.3.1Honda Insight335
11.3.2Toyota Prius336
11.4연료전지 버스338
11.5결론342
참고문헌344
부록MATLAB 예345
부록 1 : GM EV1의 성능 시뮬레이션345
부록 2 : 구동사이클의 로딩과 작성346
부록 3 : 한 사이클 시뮬레이션348
부록 4 : GM EV1 전기자동차의 주행거리 시뮬레이션351
부록 5 : 전기스쿠터 주행거리 모델링353
부록 6 : 연료전지 주행거리 시뮬레이션356
부록 7 : 전동기 효율지도358
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