대학에서 미래자동차공학 전공 공부를 수월하게 시작할 수 있도록 중고등 교육과정에서 이미 학습했던 수학과 물리에 대한 기초 공부를 다시 한번 복습한다. 학습할 내용으로는 1) 분수와 비례식, 1,2차 함수와 그래프, 삼각함수와 지수/로그함수, 벡터와 행렬, 그리고 미분/적분의 의미와 활용 등 수학 기초 과정과 2) 힘과 운동, 힘과 에너지, 뉴튼의 운동 법칙, 전기와 자기장 등 물리 기초 과정을 복습한다. 또한 물리량의 단위 변환에 대해서 공부한다.

현재와 미래 사회의 이송 수단과 미래 교통 환경에 대하여 전반적으로 학습한다. 미래 자동차의 개념과 개요, 미래자동차에 적용된 구조 및 다양한 기능에 대하여 전반적으로 소개한다. 자율주행 자동차, 친환경 자동차에 대하여 소개하고 다양한 자료를 통하여 미래자동차의 디자인, 커넥티드 자동차, 차량간 통신 네트워크, 최첨단 운전자 시스템, 지능형 교통시스템에 대하여 탐구한다.

최근 공학 분야는 컴퓨터를 이용한 해석 또는 이를 활용한 하드웨어가 필요불가결한 요소로 인식되고 있다. 컴퓨터의 역사, 구조 및 활용분야에 대해서 학습하고 대표적인 범용 소프트웨어 및 공학용 소프트웨어를 직접 사용해봄으로써 그 유용성을 확인한다. 비교적 간단한 업무를 수행하는 제품에 적용되는 마이크로컨트롤러의 개념을 학습하고 실습을 통해서 활용 방법을 익힌다.

Autodesk 사의 CAD 소프트웨어 사용법을 학습하고, 로봇이나 F1 포뮬러 카 등 자신만의 피규어를 개념설계한 후 CAD 소프트웨어로 3D 형상을 모델링한다. 최신 3D 프린팅 기술과 관련 기술 동향을 학습하고 3D 프린터 사용법을 배운 후, 최종적으로 자신이 설계한 피규어를 3D 프린터로 직접 제작하여 세상에서 하나뿐인 피규어를 완성한다.

자동차공학 전반에 필요한 공학적 수학개념을 실제적으로 응용하고, 기초지식과 응용력을 배양하기 위하여 미분, 적분의 개념과 자연과학, 공학에의 그 응용예제를 중심으로 개념과 정의 및 중요 공식과 정리에 대해 설명한다.

자유물체도와 평형방정식 등 정역학의 중요 개념들을 다루며 충분한 강도를 가지는 구조물을 설계하는데 필수적인 응력과 변형률의 개념, 재료의 기계적 성질 및 축하중, 비틀림, 굽힘에 의한 구조물의 거동을 학습한다. 조합하중에 의한 응력상태를 구하는 방법과 응력 변환 방법 그리고 여러 가지 파손 이론들을 이해한다. 다음으로 구조물의 강성과 안정성을 고려한 보 설계를 위해 보의 처짐 계산법 및 좌굴에 대해 학습한다.

KS 제도 통칙을 기반으로 한 기계제도의 일반적인 지식을 통하여 한국공업규격(KS) 및 국제규격(ISO)에 맞는 도면을 작성할 수 있는 능력과 도면을 이해하는데 필요한 지식을 학습한다. 컴퓨터를 이용한 기계제도의 2D 범용프로그램의 각종 명령어 및 기능 등을 숙지하여 기계도면 작성기법을 소개한다.

자동차, 기계, 로봇, 그리고 반도체 부품 생산제조 산업 현장에서 필요한 부품 재료의 성질, 부품 가공 및 생산관리 등 다양한 생산제조 원천기술을 폭넓게 학습한다. 기계 및 전자 부품에 사용되는 재료와 금속의 기본적인 성질을 이해한 후, 기본적인 주조 공정, 소성가공, 절삭가공 등 전통적인 생산제조방식과 사출성형 공정, 반도체 생산공정(웨이퍼제조-마스킹-산화/박막-포토-식각-증착-테스트-패키징-조립공정), 그리고 자동차 2차전지 배터리 생산제조공정(전극제조-조립-화성공정) 기술까지 기계 및 전자부품 생산제조 공정의 전 과정을 학습한다.

최근 산업계에서 사용되는 고부가가치의 기계의 대부분은 기계공학과 전자공학이 결합된 메커트로닉스라는 기술을 기반으로 만들어진다. 본 과목에서는 가장 간단한 형태의 자율주행 자동차인 라인 트레이서를 제작하는 과정을 통해서 메커트로닉스 시스템을 직접 경험한다. 기본적인 전기회로의 원리를 학습하고, 이를 기반으로 메커트로닉스 시스템을 구성하는 주요 구성요소인 센서, 제어기(마이크로컨트롤러), 구동기의 기능과 동작 원리를 이해하며, C언어 프로그래밍을 이용해서 펌웨어를 작성한다. 최종적으로 제작한 자율주행 자동차가 임의로 주어진 코스를 주행하도록 한다.

본 교과목을 통하여 동역학의 기본개념과 질점 및 강체운동에 대한 기구학, 운동역학, 일과 에너지의 원리에 대해 학습하고 연습하여 현장에서 적용할 수 있는 능력을 배양한다. 구체적으로 질점과 강체에 대한 운동학(kinematics) 및 운동역학(kinetics)의 기초개념과 기본원리들을 뉴튼법칙과 운동량/에너지방법에 근거하여 다룸으로써, 병진운동과 회전운동을 하는 물체에 대한 역학적 이해를 이룰 수 있다.

한국공업규격(KS) 및 국제규격(ISO)의 기계제도의 일반적인 지식을 통하여 3D 모델링을 할 수 있는 능력과 부품의 형상을 이해하는데 필요한 지식을 소개한다. 컴퓨터를 이용한 3D 상용 CAD 프로그램을 이용하여 도면을 통한 자동차 부품을 모델링한다. 이를 통하여 제조업 분야를 이해하도록 유도한다.

자동차를 구성하고 있는 장치중 대표적인 엔진, 수동변속기와 자동변속기, 조향장치, 현가장치, 제동장치, 공기조화장치 등에 관해 이론적인 측면을 학습하며, 이와 함께 실습을 통해 각 장치들을 직접 분해조립을 실시함으로써 이론과 실기 양면을 병행 학습함. 또한 미래자동차인 전기자동차에 대한 이론 및 실습도 동시에 진행한다.

미래자동차공학 전공 학생에게 필요한 자동차 요소 설계에 대하여 전반적으로 소개한다. 자동차 및 기계에 적용되는 나사, 축, 베어링, 기어, 스프링 등 기계요소에 대한 강도 설계에 대하여 소개한다. 현장에서 적용되는 용접관련 지식과 용접강도에 대하여 소개한다.

최근의 자동차에는 수없이 많은 전기/전자 기술이 적용되고 있다. 본 과목에서는 자동차에 적용된 전형적인 전기/전자 기술인 메커트로닉스 기술을 사례 중심으로 살펴본다. 특히 메커트로닉스 시스템의 핵심 구성요소인 센서와 엑츄에이터를 정보의 전달 및 에너지의 전달이라는 관점에서 이해하고 실제로 자동차에 어떤 센서와 엑츄에이터가 어떠한 목적으로 사용되고 있는지 이해한다. 이를 기반으로 향후 자동차 기술의 발전의 내용과 방향을 더욱 깊이 이해할 수 있다.

미래자동차공학과 학생을 대상으로 자동차부품의 구조와 작동원리를 학습하고 자동차부품을 CAD소프트웨어를 활용하여 역설계한다. 본 교과목에서는 학생들에게 공동으로 역설계 방안을 강구하고, 개별학습과 협동학습을 통해 공동의 해결안을 마련하는 일련의 프로세스를 이론과 실습을 통하여 학습할 수 있도록 한다.

컴퓨터수치제어(CNC)의 개념과 CNC 공작기계를 이용하여 기계 부품을 가공할 때의 절삭 메커니즘을 학습한다. 기계, 로봇, 자동차 부품 혹은 이러한 부품을 제작하기 위한 금형을 CNC 가공하기 위해서 최적의 가공조건을 선정하는 방법과 CNC머시닝센터에서 NC 코드 생성법을 배운다. 자유곡면을 CNC로 가공하는 원리를 학습하고, CAM 소프트웨어(PowerMILL)를 이용하여 3D 자유곡면 형상 모델의 가공경로와 NC코드를 생성하는 방법을 학습함으로써 CNC 가공기와 CAM 소프트웨어를 활용할 수 있는 현장실무능력을 기른다.

본 교과목에서는 미래자동차공학과 학생을 대상으로 자동제어의 기본적인 개념을 이해하고 동적시스템을 모델링하고 수학적으로 다루는 방법을 학습한다. 이를 기반으로 자동제어의 기본적인 개념을 자동차 샤시시스템의 동적특성 측면에서 이해하고 PID제어 및 현대제어 이론을 자동차샤시제어에 적용하는 방안을 학습하도록 한다.

미래자동차공학 전공 학생에게 필요한 자동차재료에 대하여 전반적으로 소개한다. 금속재료의 기본 특성인 금속의 결정구조와 상변태, 평형방정식, 재료의 미세조직, 재료 시험방법 등에 대하여 소개한다. Hot Press Forming, TWB, 하이드로포밍 등 새로운 기술과 최근 기업들이 개발중인 신기술에 대하여 소개한다.

본 과목에서는 모빌리티 산업현장에서 일어날 수 있는 실제적인 자동차 및 모빌리티 부품의 설계 및 해석(CAD, CAE)과 관계된 문제를 제시하고, 그 문제를 해결하기 위해 학습자들 상호간에 공동으로 문제해결 방안을 강구하고, 개별학습과 협동학습을 통해 공동의 해결안을 마련하는 일련의 프로세스를 이론과 실습을 통하여 학습한다.

4차 산업혁명은 PLC를 기반으로 한 기존의 생산자동화시스템에 IoT, 빅데이터 기반 인공지능 기술 등이 결합한 것으로 스마트 생산시스템이라고도 한다. 본 과목에서는 스마트 생산시스템을 구현하는데 가장 많이 사용되는 하드웨어 시스템인 PLC를 이용해서 금속과 비금속을 자동으로 구분하는 시스템을 프로그래밍하고 배선을 완성한다. 이 과정에서 수강생은 자동화 시스템에서 가장 많이 사용하는 센서 및 공압 구동장치의 기능을 이해하고 실제 동작을 경험함으로써 현장을 이해하는 엔지니어로 성장한다.

본 과목은 자동차의 동력원인 내연기관의 동작 원리를 이해하는 과목으로 가솔린 엔진을 중심으로 강의를 진행한다. 내연기관의 흡기계, 연료계, 배기계, 연소과정 및 싸이클 해석에 대해 직전 학년까지 배운 열역학, 유체역학, 화학, 고체역학, 제어이론을 바탕으로 깊이 있게 학습한다. 이를 통해 내연기관의 성능 즉, 토크, 출력, 연비 및 배기가스 생성에 대해 여러 운전조건이 미치는 영향을 이해한다. 또 전기차량에 사용되는 핵심 부품인 모터, 배터리, 인버터 등에 대해서도 학습한다.

자율주행자동차와 첨단운전자보조기술의 이해 및 설계를 위해 자율주행기술의 이론을 학습하고 관련기술의 설계능력을 배양하기 위해 학습자들 상호간에 공동으로 자율주행기술을 실습하고, 개별학습과 협동학습을 통해 자율주행과 관련된 다양한 공학적 이론을 융합하는 일련의 프로세스를 이론과 실습을 통하여 학습한다.

미래형 자동차를 비롯한 최근 제품들은 메커트로닉스 기술로 고성능, 고기능을 달성하여 고부가가치를 구현한다. 본 과목은 메커트로닉스 시스템을 구성하는 3가지 필수 요소(센서, 구동기 및 제어기)를 최소한 한가지씩 포함한 시스템을 제작함으로써 제품개발의 전과정을 경험하는 것을 목표로 한다. 3D 모델링 프로그램으로 기구부를 설계하고 제작한 제품이 원하는 대로 동작하게 해주는 펌웨어를 작성하는 과정을 통해서 3년간 학습한 전공과목의 내용을 실제 제품에 적용하는 경험을 한다.

생산제조 공정에서 생성되는 수많은 데이터를 시각화하고 빅데이터화해서 이를 체계적으로 분석할 수 있는 기계학습(Machining learning) 기술을 학습한다. 이를 위해 구글에서 제공하는 코랩(Colab) 플랫폼을 활용하여 파이썬(Python) 프로그램을 작성하고 실행한다. 또한 딥러닝(Deep learning) 기술을 학습하여 생산제조 현장에서 많이 응용되고 있는 머신비전(Machining vision) 기술을 효과적으로 구현할 수 있게 한다.

기존 자동차에서도 냉난방시스템이 중요하지만 미래자동차의 경우는 보다 더 중요한 기능을 가지고 있다. 특히 전기자동차의 배터리와 모터의 냉각은 반드시 해결해야할 분야이다. 겨울에 발생하는 난방문제 역시 무시할 수 없는 중요한 분야이다. 이러한 분야를 이해하기위해 열역학 1법칙과 2법칙을 학습함으로써 에너지에 대한 개념을 이해한다. 유체역학과 열전달의 기본 개념을 학습함으로써 냉난방시스템을 이해하기 위한 기초를 정립한다. 기초 학문을 바탕으로 기존 차량과 미래자동차의 냉난방시스템을 학습한다.