2021 하반기
신입 기계엔지니어 합격자소서
합격자 정보 서울4년제 / 기계공학과
기존 내연기관차에서 친환경 차로 바뀌면서 전동화기술의 중요성이 높아지고 있습니다. 이중 가장 중요한 직무는 자동차의 심장역할인 모터를 개발하는 구동시스템부문의 시스템개발이라고 생각합니다. 시스템개발은 모터의 소형, 경량화를 위해 기존의 인덕션 모터에서 동기형 모터를 개발하고 동손 저감을 위한 hairpin stator와 같은 방식을 이용하여 고성능의 모터를 설계 후 FEM구조해석을 하는 직무입니다. 이 직무는 궁극적으로 인휠모터의 개발과 변속기, 인버터, 모터를 통합하는 시스템을 만드는 것이 목표입니다. 따라서 문제해결능력을 바탕으로 한 제품제작과 시스템설계경험이 중요하다고 생각합니다.
"문제해결능력을 통한 제작경험"
기계장비의 수소기체 누설을 해결하며 전기화학적 압축기를 만들어본 경험이 있습니다. 제작과정 중 기체가 세는 현상을 발견했고, 이는 GDL, MEA, Gasket 부품의 호환성과 나사 체결 때문에 발생한 문제였습니다. 문제를 해결하기 위해 원인이 되는 핵심인자를 우선적으로 파악하였고, 여러 가지 원인 인자 중 부품의 조합과 투과도를 핵심인자로 설정하여 최적설계법을 사용했습니다. 그 결과 수소 기체의 누설을 방지했고 90% 이상 효율의 수소압축기를 제작하였습니다.
"문제를 개선하는 시스템 설계"
수소탱크 충전 시 기존 형상과 다른 매니폴드형상을 제안하여 검증해보았습니다. 기존 튜브들은 위치에 따라 충전속도와 온도가 다른 문제점이 있었기에 위치에 따른 영향을 덜 받기 위한 방법으로 원형 형상을 제안했습니다. 그리고 이를 검증하기 위해 ansys에서 mass flow rate를 통해 확인했습니다. inlet 부문을 원형 가운데에 두었을 때, 가운데 부문 outlet에 유출량이 몰리는 단점이 있었지만, 가운데 부분 파이프를 구부려 유출량을 조절하여 해결했습니다.
이와 같은 문제해결능력을 바탕으로 한 설계와 제작 경험을 바탕으로 모터 설계와 개발에 이바지하여 변속기, 인버터, 모터를 통합하는 3 in 1시스템을 만드는 엔지니어가 되겠습니다.
"탄탄한 로드맵과 유연한 문제 해결 능력"
시스템 개발자는 로드맵을 통해 넓은 목표를 세분화하고, 문제의 원인을 파악하고 해결할 수 있는 문제해결능력이 필수적이라고 생각합니다. 저는 연구실 인턴 기간에 전기차 화재 발생에 관한 SOP 개선 과제를 수행하며 로드맵을 세우고, 문제를 해결하는 역량을 길렀습니다. 과제 목표가 광범위하고 FDS 프로그램을 처음 사용해서 진행 방향성이 불명확했습니다. 방향성 없이 프로젝트 진행은 비효율적이라고 판단하여 로드맵을 우선적으로 작성하였습니다. 이에 아래와 같은 로드맵을 작성했습니다.
1) 휘발유, 전기차 기존 SOP 조사
2) 전기차, 휘발유 차량 제원과 화재 시 열 방출률(HRR), 총 열 방출률(THRR)을 조사
3) CAD를 활용하여 modeling 후 FDS를 이용해서 화재 시 열 방출률, 주변 산소농도 등을 보여주고 휘발유 차량과 비교
4) data 비교를 통해 전기차 화재 시 위험한 부분에 대해 기존 SOP 개선
먼저 논문을 통해 기존 SOP와 제원을 조사했습니다. 그 후, FDS는 도서관에서 책을 빌려보며 공부했습니다. 하지만 CFD해석 결과값이 기존 논문과 크게 달라 어려움이 있었습니다. 해석조건을 변경해가며 문제점은 mesh에 있다는 것을 파악했습니다. ANSYS에서 배운 방법을 응용하여 FDS에서도 ANSYS처럼 Mesh 구역을 나누고, 각 구역의 Mesh 크기와 짜임새를 수정하여 정확도를 올려 해결하였습니다.
그 결과, 전기차는 화재 시 시야 거리가 휘발유 차량보다 짧고, 산소농도도 15%에 도달할 때의 시간이 더 빠른 등, 대부분 지표에서 전기차가 휘발유 차량보다 매우 위험하다는 것을 보였습니다. 이에 따라 화재 진압 시 3000갤런 이상의 물, 전기차용 소화기, 보호장비 보급 필요성 등을 언급하며 SOP를 개선했습니다.
이와 같은 경험으로 입사 후 로드맵을 통한 목표의 세분화와 문제해결능력으로 인휠모터 개발과 같은 장기 프로젝트도 진행할 수 있는 엔지니어가 되겠습니다.
"협력을 통한 책상 개선"
시스템 개발 직무는 시험개발과 품질의 평가에 맞춰 시스템을 만들어야 하므로 의사소통을 통한 협력이 중요합니다. 의사소통은 상대방이 하는 업무를 정확히 이해하고 있을 때부터 시작된다고 생각합니다. 이를 위해 업무 진행상황 공유를 통해 서로 간 업무를 이해하고 프로젝트를 진행하는 것이 중요하다고 생각합니다.
3학년 2학기 공학 설계 입문 수업에서, 책상의 불편했던 부분을 찾고 개선하는 프로젝트를 진행했습니다. 프로젝트 진행은 설계팀과 제작팀으로 나누어 진행했습니다. 설계팀은 아이디어를 구체화하여 도면을 그리고, 저를 포함한 제작팀은 정적구조해석을 통한 응력 계산과 3D print로 형상 출력을 하였습니다. 진행 간 팀별로 진행해서 다른 팀의 진행 정도 및 내용파악이 어려웠습니다. 이에 회의록을 작성하기로 했고, 다른 팀의 업무를 파악하며 진행하였습니다.
제작 중 분석상 문제가 없는데도 설계대로 출력되지 않는 문제가 발생했습니다. 설계팀은 물리적으로 가능하게 설계했기 때문에 문제가 없고, 제작팀도 해석 및 제작과정에서는 문제가 없었다며 원인을 찾지 못하였습니다. 하지만 회의록을 보며 상대방의 업무를 이해한 결과 3D print의 정확성을 고려하지 않아서 발생한 문제임을 확인했고 설계팀은 좀 더 치수를 넉넉하게, 제작팀은 3D print의 설정을 바꾸어 진행해 해결했습니다. 서로의 업무를 이해하자, 진행속도는 더 빨라졌습니다. 설계팀은 회의록을 통해 제작팀이 책상의 모든 면을 해석하기에는 어렵다는 것을 파악하고, 회전을 위해서 꼭 필요한 접합부를 제작팀에게 해석을 부탁해서 시간을 줄일 수 있었습니다. 이와 같은 업무이해를 바탕으로 한 협력으로 전공수업에서 프로젝트 중 1등을 했고, A+를 받을 수 있었습니다.
이러한 경험을 통해 상대방의 업무를 이해한 후 협력하는 것이 더 빠르고 완성도 있는 프로젝트를 수행할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 입사 후 유관 부서의 업무를 이해를 바탕으로 한 협력을 하는 시스템개발자가 되겠습니다.