인류가 처음으로 전기의 존재를 발견한 것은 기원전 600년에 그리스의 철학자 탈레스(Thales)가 호박[琥珀:지질시대의 수지(樹脂:나무의 진) 따위가 땅속에서 수소, 산소, 탄소 등과 화합하여 돌처럼 된 광물]을 천으로 마찰하면 가벼운 종이나 모(毛) 등을 잡아당기는 이상한 현상을 발견한 것에서 비롯된다. 그러나 전기의 연구가 활발하게 진행된 것은 1672년 독일의 게에릭이 처음으로 다량의 전기를 일으키는 기계를 만들어내어 이 기계로 전기 불꽃을 얻는 데 성공한 이후부터이다.

1752년에는 미국의 프랭클린(Benjamin Franklin)이 연의 실험을 통해 번개는 전기라는 사실과, 전기에 플러스(+)와 마이너스(-)의 두 종류가 있다는 사실을 밝혀냈다. 그 후 1820년에는 덴마크의 에르스테드(Hans Christian Oersted)가 전기와 자기(磁氣) 사이에는 밀접한 관계가 있다는 것을 발견함에 따라 전기자기학이 비약적으로 발전하였고, 1831년에 영국의 패러데이(Michael Faraday)가 전자유도작용(電磁誘導作用)을 발견하고 처음으로 전동기를 만들었다. 이와 같은 역사를 거쳐 최근 1세기 동안 눈부시게 발전하여 현재에 이르고 있다.

1863년 영국 런던에서 세계 최초로 지하철이 개통되었는데, 당시 조선시대였던 우리나라에는 지하철은 고사하고 자동차도 없던 시기였다. 기록에 의하면 우리나라에 처음으로 들어온 자동차는 1902년 고종 황제를 위한 포드 자동차인데, 이것이 조선의 첫 자동차로 기록되어 있다. 하지만 이 자동차를 운전하는 모습은 그 누구도 본 적이 없다고 한다. 이후 몇 년 뒤 백성들이 자동차를 처음 보고 깜짝 놀라는 모습에 한 영국인 기자는 “자동차를 처음 본 조선인들은 혼비백산하여 사방으로 흩어졌고 들고 있던 짐도 내팽개치고 숨기에만 바빴다. 어떤 사람은 이 '쇠 괴물'로부터 자신을 보호해달라고 기도했으며 소와 말도 놀라 고삐를 뿌리치고 숨었다??라는 내용의 기록을 남기기도 했다. 그 당시 처음으로 자동차의 모습을 본 데다 엔진 소리가 마치 귀신의 곡소리처럼 불쾌한 소리가 났기 때문에 사람들은 놀랐을 수밖에 없었을 것이다. 그만큼 유럽과 우리나라의 격차는 매우 컸다. 하지만 불과 100년 사이에 우리나라는 엄청나게 발전을 이루어냈고, 자동차 문화 역시 유럽보다 훨씬 빠르게 발전하여 1994년에는 우리나라 최초로 엔진과 트랜스미션 등 대부분의 부품을 국산화한 완전한 국산 자동차 ‘엑센트’를 개발해내기에 이르렀다.

이렇듯 짧은 자동차 역사를 가지고 있음에도 우리나라는 세계 주요 자동차 생산대국으로 성장하게 되었으며, 자동차 분야에 종사하는 전문지식을 갖춘 기술자 또한 기하급수적으로 늘어나고 있다. 따라서 자동차를 공부하는 학생들과, 자동차에 관심이 있는 많은 일반인에게 나날이 달라지고 있는 자동차의 기본 정보를 제공하여 앞으로의 기술진보에 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다고 생각하였고, 이에 따라 이 ≪자동차전기전자공학≫을 집필하게 되었다.

본서에서는 전기를 매우 어렵게 생각하는 자동차 공학도를 위하여 전기 및 전자기초를 알기 쉽게 표현하기 위해 노력하였다. 일반적으로 전기나 전자를 어렵게 생각하는 이유는 대부분 전기를 발생시키는 전자(-)의 작용을 충분히 이해하지 못했기 때문이다. 따라서 전기 및 전자를 쉽게 이해하는 데는 물질의 원자 구조와 이러한 물질에 일정한 형태의 에너지, 즉 마찰, 열, 자기작용, 화학작용 등이 가해질 때 생기는 전자의 작용을 확실히 이해하도록 설명하였다. 또한 자동차에 이용되는 각종 전기장치를 예제와 더불어 각 과정을 이해하고 각종 국가고시와 자격증 취득을 위해 도움을 주었다. 특히 부록 단원에는 자동차 공학도가 반드시 알아야 할 기초공학을 수록하여 학습하는 데 도움이 되도록 하였다.

독자 여러분들이 부디 본서를 통해 자동차 기술을 습득하는 데 많은 도움이 되었으면 하는 바람이 간절하다. 또한 자동차 분야에 야망과 꿈을 걸고 배움에 도전하려는 자동차공학도와 정비사 그리고 관련자 모두에게 성공의 밑거름이 되기를 기대한다.

끝으로 본서가 탄생하기까지 함께 애써주신 복두출판사 송광헌 대표님 이하 직원 여러분께도 지면으로나마 감사의 마음을 전하는 바이다.



저자 일동

CHAPTER 1 기초전기
1.1 개요
1.2 전기의 본질
1.3 자유전자(가전자)
1.4 정전기
1.5 전류 ? 전압 ? 저항
1.6 전기 배선 회로
1.7 옴의 법칙
1.8 키르히호프의 법칙
1.9 전력과 전력량
1.10 전기와 자기
1.11 전자유도(電磁誘導) 작용
1.12 자기 및 상호유도 작용
1.13 맴돌이 전류
1.14 교류의 기초
1.15 직류발전기

CHAPTER 2 기초전자
2.1 개요
2.2 원자의 구조와 자유전자
2.3 물질의 이온결합
2.4 물질의 공유결합(共有結合)
2.5 반도체(半導體)의 소자(素子)
2.6 반도체의 종류
2.7 다이오드
2.8 제너 다이오드
2.9 발광 다이오드
2.10 포토 다이오드
2.11 트랜지스터
2.12 다링톤 트랜지스터
2.13 포토트랜지스터
2.14 전계효과 트랜지스터(FET)
2.15 서미스터
2.16 광전도 셀(광량 센서:CdS)
2.17 압전소자(반도체 피에조 저항)
2.18 홀 효과
2.19 바리스타
2.20 다층 반도체 소자
2.21 IC(집적회로)
2.22 Pull Up 저항과 Pull Down 저항
2.23 컴퓨터의 논리회로
2.24 반도체의 성질 및 장 ? 단점
2.25 자동차 마이크로컴퓨터(ECU)
2.26 자동차에 이용되는 통신종류

CHAPTER 3 축전지
3.1 납산 축전지의 화학작용
3.2 납산 축전지의 구조
3.3 전해액 비중과 온도와의 관계
3.4 납산 축전지의 여러 가지 특성
3.5 MF 축전지
3.6 납산 축전지의 자기방전
3.7 납산 축전지의 충전
3.8 납산 축전지의 성능 점검
3.9 수소 연료전지

CHAPTER 4 시동장치
4.1 자석의 성질과 작용
4.2 전류에 의한 자계형성과 자력선의 방향
4.3 기동전동기의 원리
4.4 기동전동기의 종류와 특성
4.5 기동전동기의 구조와 기능
4.6 기동전동기의 성능시험

CHAPTER 5 점화장치
5.1 점화시기 제어
5.2 전자제어 점화방식의 종류
5.3 점화 파형분석

CHAPTER 6 충전장치
6.1 발전기 원리의 이해
6.2 교류(AC) 발전기
6.3 교류 발전기의 구성 요소의 기능
6.4 암 전류 측정방법과 발생되는 예
6.5 교류 발전기 점검
6.6 오실로스코프에 의한 점검
6.7 충전계통 고장진단 방법

CHAPTER 7 공조장치
7.1 난방장치의 분류
7.2 냉방장치의 구성

CHAPTER 8 등화 및 계기장치
8.1 자동차용 전선
8.2 조명 용어
8.3 전조등
8.4 방향 지시등
8.5 후진등(후퇴등)
8.6 후미등
8.7 제동등
8.8 번호등
8.9 차폭등
8.10 후부 반사기
8.11 안전장치
8.12 계기장치

CHAPTER 9 보디전장 장치
9.1 종합경보장치
9.2 통합 운전석 기억장치
9.3 전 ? 후방 경보 시스템
9.4 도난방지 시스템
9.5 스마트 키 및 버튼 시동 시스템

CHAPTER 10 에어백 장치
10.1 에어백의 개요
10.2 에어백의 발전 역사
10.3 에어백의 구성요소
10.4 에어백 시스템 취급 시 주의사항

CHAPTER 11 하이브리드 자동차
11.1 개요
11.2 하이브리드 자동차 용어 설명
11.3 하이브리드 자동차의 분류
11.4 HCU(Hybrid Control Unit:메인 컴퓨터)
11.5 고전압 배터리 시스템
11.6 BMS
11.7 모터 및 모터 제어기
11.8 LDC
11.9 하이브리드 자동차 작업 시 주의 사항

CHAPTER 12 최신 자동차 전기전자 기술
12.1 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)
12.2 차선 이탈 방지장치(LDWS)
12.3 사각지대 정보 시스템(BSW)
12.4 응급상황 비상정지 시스템(AESS)
12.5 고속도로 주행 지원 시스템(HDA)
12.6 원격전자동 주차시스템(RAPAS)
12.7 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC)
12.8 부주의 운전 경보 시스템(DAA)
12.9 자동 긴급제동 시스템(AEB)
12.10 차량 통합제어 시스템(AVSM)
12.11 앞좌석 프리액티브 시트 벨트(PSB)
12.12 헤드업 디스플레이(HUD)
12.13 자동배광 가변형 전조등 시스템(AFLS)
12.14 하이 빔 어시스트(HBA)
12.15 어라운드 뷰 모니터링(AVM)
12.16 스마트 하이 빔 어시스트(HBA)
12.17 경사로 저속주행 장치(DBC)
12.18 승객 구분 시스템(OCS)
12.19 차량관리 시스템
12.20 회로보호 장치(IPS)
12.21 CPD 시스템