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1 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 l저자l 김기훈 PD 유시복 한창수 / KEIT 그린카 PD실 / 자동차부품연구원 / 자동차부품연구원 SUMMARY 그린카 개발 보급에 의한 표준구축 필요성 새로운 형식의 전력기반 그린카는 요구되는 기술 체계에 부합하도록 국내 산업표준(KS)과 국가 간 표준화가 새롭게 제정되어야하는 분야 다년간 선행적으로 또는 기술개발과 병행하여 표준화가 진행되어 왔으나 그린카 보급이 임박한 시점에서 제정이 시급한 부분이 발견되고 있고, 표준화 지연에 의해 호환성의 확보를 위한 추가적인 비용이 발생 현재의 그린카 관련 국제 표준화 동향과 산업표준 제정 현황을 종합적으로 살피고 보완점과 개선 전략을 제안 체계적인 산업표준 구축과 국제표준화의 지속적 참여 현재까지 선진 자동차 국가에 의해 주도되는 국제 표준화 추세에 따라가는 방식의 표준화로 실제 국내에서 개발에 필요한 산업표준의 제정이 늦추어지는 결과를 초래 다수의 개발결과가 시기별로 다른 형태로 표현되어 호환이 안 되는 상황이 발생하고 있으며 부득이하게 후속 상황에 맞도록 앞선 결과물을 별도의 비용으로 수정하거나 방치하는 상황 발생 국제표준과의 조화와 동시에 실제 기술개발 경험에 기초하여 아래로부터 산업표준 대상을 선정하고 사회적 비용을 지불하여 기술체계와 연계한 체계화된 산업표준을 구성하는 정책 필요 전문가 개인 역량 의존에서 탈피하여 국가 차원에서 국제표준 전문가의 역량 강화 활동을 지원하고, 데이터 및 표준 평가기술을 연구를 통해 확보하여 국제표준화에 실무 대응이 가능한 표준화 체계 확립 필요

2 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 그린카 표준화 현황 그린카 표준화 개요 표준화 개요 - 표준은 세계 각국의 제품 호환성과 상호교역에 매우 중요한 역할을 해 왔음 * 국제 표준화는, 지리적으로 가까우면서 상호 교역이 활발하여, 호환성 확보가 절실하던 유럽에서 처음 발달하기 시작. 현재에도 유럽이 많은 분야의 국제표준을 주도하고 있음 - 국제표준으로 인정하는 것은 ISO와 IEC 등이며, IEC는 전기전자 분야 표준을, ISO는 그 외 분야 표준을 담당 * 자동차 분야에는 SAE, IEEE, KSAE, JASO 등에서 제정한 표준이 널리 사용되고 있으나, 우리나라에서는 국제표준으로 간주하지 않음 - 그린카 분야에 있어서의 표준은 글로벌 시장 선점에 필수 항목이 되고 있음. 전기차를 포함하는 그린카 분야는 독일, 미국, 일본 등 자동차 선진국이 활발히 선점 경쟁을 벌이고 있으며, 최근에는 중국의 참여가 눈에 띄게 활발해지고 있음 그린카 국제표준 : 유럽의 독주와 우리의 대응 - ISO TC22 (Road Vehicles)에서 제정한 734종의 표준 중 90% 이상은 독일을 중심으로 한 유럽에서 제정(주도)한 표준임 - 국제표준화에서 우리보다 한발 앞선 일본도 겨우 4-5개의 표준을 ISO표준으로 제정했을 따름이며, 미국의 활동도 유럽의 독주를 견제하기 어려운 상황임 * 유럽은 국가가 많아 투표권 행사에 유리하고, 많은 수의 유럽표준을 미리 제정한 후에 이를 협력적으로 국제표준으로 추진하기 때문임 - 우리의 기술을 국제표준에 반영하기 위해서는 국제공조가 매우 중요함. 이를 위하여 국가간 공조와 함께, 유럽 각국과의 인적 네트워크가 중요함 * KSAE(한국자동차공학회)는 SAE(미국자동차공학회) 및 JSAE(일본자동차공학회)와 정기교류를 갖고 한 미 일 공동대응을 위한 연대를 유지하고 있음 * KSAE는 유럽에 대항할 수 있는 공조 멤버국 수를 확보하기 위해 미국, 일본과 함께 동남아 국가들을 참여시킨 범 아시아 공조체제를 구축하였으나, 동남아 국가들 중 자동차 산업을 보유하고 표준화에 지속적으로 전문가를 파견할 정도의 국가가 많지 않기 때문에 현재에는 이륜차 등 특정분야를 제외하고는 큰 실효성은 없는 상황임 우리나라 전기차 표준화의 현실 : 제주도 전기자동차 시범도시 사업 - 국내 전기차 표준화에 가장 시급한 사항은, 충전기와 전기차 사이의 충전 표준임 - 제주도 전기자동차 시범도시 사업 : 3개 컨소시엄 중 일부는 충전 소켓이 물리적으로 호환되지 않으며, 상호 간의 통신 규약은 전혀 호환되지 않음 78 한국산업기술평가관리원

3 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 - 현재 국내의 충전기 플러그는 IEC 규격을 준용하는 추세이나, 상호 간의 자유로운 이용을 위해서는 통신규약, 이용자 인증 및 과금, 충전기 운영 주체간의 상호 인터페이스 확보 등 다양한 문제가 산적해 있음 - 이 외에도 전기차 안전 규격, 배터리 규격, 시험 방법에 대한 규격 등 국제표준과 공조해야만 하는 문제가 있음 그린카 관련 국제표준화 분과별 현황 전기동력 차량 시장 전망 - 전기차 시장 : 2011년 세계 전기차 시장은 43,200대, 2017년 220만 대 시장으로 성장 전망. 유럽이 92만 대, 북미가 95만 대, 32만 대, 아시아 국가들이 21만 대 - 충전기 보급 : 2011년 현재 미국은 7,500대, 독일 960대, 프랑스 1,270대, 일본 1,100대, 중국 1,500대 등 1,000,000 PHEV NEV/QC HPEV erev CEV 2.2 Million 900,000 22% 800, ,000 1% 2% 38% 6% 600,000 4% 43,200 2% 500,000 10% 69% 3% 400,000 26% 300,000 2% 38% 13% 200,000 2% 46% 13% 14% 56% 100,000 60% 70% China Europe North America Other APAC 3% 1% 29% 4% 7% 59% 2017 [그림 5-1] 세계 전기차 시장 전망 (Forst & Sullivan, ) 전기이륜차 시장 전망 - 패러다임의 급변으로 엔진이륜차에서 친환경 고효율 전기이륜차로 시장이 전환되고 있으며 연평균 9.4% 성장하며 엔진이륜차는 2009년부터 성장이 둔화되고 있음 - 세계 전기이륜차 시장은 아시아 지역에 집중되어 있으며 2016년까지 판매량이 2배 이상 증가 할 것으로 전망함 14,000 12,000 전기이륜차 엔진이륜차 4,000 3, ,662 세계이륜차 판매 전망(만대) 10,000 8, ,000 4, ,349 3,624 3,138 2,934 2,685 2,402 2,154 1,932 전기이륜차판매전망(천대) 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 2,761 2, 아메리카 유럽 아시아(중국제외) 기타 [그림 5-2] 세계 전기이륜차 시장 전망(Frost&Sullivan의 기술보고서) 한국산업기술평가관리원 79

4 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 중국, 대만 등 전통적 이륜차 강국을 비롯해 잠재성장률이 높은 인도, 브라질 등 신흥국의 지속적인 성장이 기대되고 미국과 유럽 등은 배터리, 모터 기술개발을 통한 고출력, 고사양 모델에 관심을 집중시키며 시장점유율이 급속히 상승할 것으로 전망함 - 각국의 정부 지원정책에 따라 택배, 배달업, 우정국, 경찰청 등 공공서비스 분야에서 보급 사업을 활발히 추진하고 있으며 주차난이 심각한 도시형 인구 집중지역을 중심으로 근거리 교통수단 기능과 함께 레저용으로도 지속적 확대 추세임 ISO와 IEC 간의 역할분담 - 전기로 구동되는 차량(Electrically Propelled Road Vehicle; EPRV) 관련 국제표준은 ISO와 IEC가 나누어 담당하며, 상호 조율이 필요한 분과는 Joint Working Group을 운영 * Electrically Propelled Road Vehicle : 전기모터로 바퀴가 구동되는 차량. Electrically Propelled Vehicle 분과인 ISO TC22 SC21에서는 HEV, EV, E-REV, PHEV, FCEV 표준을 담당 - ISO : 충전 플러그를 제외한 자동차 전체 분야 담당 * ISO에서 전기차 관련 표준은 주로 TC22 SC21에서 담당 - IEC : 충전 플러그를 포함한 충전기를 비롯한 인프라 분야 담당 * IEC에서 전기차 관련 표준은 주로 TC69와 SC23에서 담당 ISO IEC 전기차 충전기 발전소 [그림 5-3] ISO와 IEC 간의 역할분담 ISO에서 그린카 관련 표준을 담당하는 주요 분과는 [표 5-1]과 같음 [표 5-1] 그린카 관련 ISO 표준화 분과 ISO TC22 SC3 ISO TC22 SC21 SC Electrical and electronic equipment Electrically propelled road vehicles JWG1 WG1 WG2 WG3 ISO TC22 SC23 Mopeds WG9 Working Group Vehicle to grid communication interface (V2G CI) (Joint WG : ISO/TC 22/SC3 - IEC/TC 69) Vehicle operation conditions, vehicle safety and energy storage installation Definitions and methods of measurement of vehicle performance and of energy consumption Lithium Ion traction Batteries Electric mopeds and motorcycles - JWG between ISO/TC 22/SC 23 and ISO/TC 22/SC 한국산업기술평가관리원

5 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 Electric Road Vehicles/Trucks UN-ECE IEC TC69 ISO TC22/ TC204 TC22 SC21 WG1 Vehicle Operation Conditions Safety, Energy Storage TC22 SC21 WG2 TC22 SC21 WG3 Performance& Energy Consumption Li-Ion Traction Batteries 자동차 공학회 자동차 부품 연구원 기술 표준원 TC22 SC3 JWG1 TC22 SC23 WG9 TC204 WG16/ WG18 ISO TC22 / IEC TC69: V2G Communication Interface V2V/V2I Communication Cooperative Systems JWG TC22 / SC22 Electric Mopads/Motorcyelcs [그림 5-4] ISO측 그린카 표준화 분과와 국내 대응 기관 전기차 성능 및 안전 표준 : ISO TC22 SC21 WG1/WG2 - ISO TC22 SC21 WG1/WG2은 Performance와 Safety를 주로 담당하며, 배터리를 담당하는 WG3와 같은 장소에서 회의를 개최하기도 함 - 독일 : VDA(독일 자동차산업협회)가 독일 완성차 및 부품업체를 지원하여 참여 - 일본 : 일본자동차연구소(JARI)가 일본측 업체와 참여 - 한국 : 우리나라에서는 한국자동차공학회(KSAE), 자동차부품연구원(KATECH), 한국산업기술시험원(KTL) 등에서 전문가를 파견 - 기타 국 : 영국, 스위스 등에서는 모니터링 및 국가입장 반영을 위해 전문가를 1~2명씩 파견 전기차 배터리 표준 : ISO TC22 SC21 WG3 - ISO TC22 SC21 WG3는 배터리를 담당. 배터리 주요 생산국인 미국, 일본, 한국에서 전기 및 배터리 전문가가 참여하며, 독일, 일본 등에서 완성차 소속 전문가들이 파견되어 진행 - WG3의 전문가 다수가 IEC TC69에서도 유사 업무를 진행 * ISO에서도 Cell 단위까지 취급하기는 하나 주로 Pack 단위 이상을 다루며, Cell 단위 이하는 주로 IEC에서 담당함 - 한국에서는 자동차부품연구원과 LG 등에서 전문가를 파견하여 활발히 대응 한국산업기술평가관리원 81

6 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 전기차 통신 표준 : ISO TC22 SC3 JWG1 - ISO TC22 SC3 JWG1은 전기차와 충전기간의 통신 표준을 다루고 있으며, 주로 PLC 통신 표준을 다루다가 최근 회의에서 무선통신 규격이 제안함 - 독일과 프랑스, 일본의 완성차가 참여하고 있으며 독일 VDA와 일본자동차공학회(JSAE)가 각국 업무를 지원하고 있고, 인프라 측면에서는 프랑스 대형 전력회사인 EDF와 중국의 State Grid 등이 참여 - 통 신 전 문 기 업 인 M A X I M 과 퀄 컴 이 깊 숙 이 관 여 하 고 있 음. 우 리 나 라 에 서 는 자 동 차 부 품 연 구 원, 한국전자통신연구원(ETRI), 전기연구원 등이 주로 참여하고 있고, 최근에는 스마트그리드 표준화 코디네이터가 직접 참석하고 있음 - IEC TC69에서 제정하고 있는 IEC 표준에서도 전기차와 충전기 간의 통신을 정의하고 있으나, 주로 CAN 통신임 이륜차, 전기이륜차 : ISO TC22 SC22/SC23 - ISO TC22 SC22/SC23은 이륜차인 Mopad와 Motorcycle을 담당하며, SC22 WG9에서 SC22와 SC23의 JWG을 구성하고 전기이륜차를 담당 - 이륜차는 시장의 대부분은 중국 및 동남아 국가의 저가제품이며, 일본과 이탈리아, 독일이 고급제품을 생산. 따라서 국제표준은 이탈리아와 일본이 주도함 - 이탈리아에서는 CUNA(Commissione Tecnica di Unificazione nell Autoveicolo)가, 일본에서는 일본자동차공학회(JSAE)가 자국 기업 전문가들을 지원하여 참여. 중국은 중국자동차기술연구소(CATARC)에서 주로 대응하며, 태국, 말레이시아 등 동남아 국가들의 활동도 적극적 - 한국에서는 기업의 미미한 관심 속에 자동차부품연구원이 KSAE와 협력하여 대응 주요국의 그린카 국제표준화 현황 유럽의 그린카 표준화 현황 - 전기차 출시 : 2017년까지 전기차는 총 68종이 출시 예정 충전기 보급 : 2017년까지 180~200만 대의 충전기가 설치될 전망 - 자동차 규제 : 자동차 분야 규정은 EC와 UNECE가 정부 차원의 규정을 담당. EC는 UNECE가 발표한 1958협정과 1998협정에 가입되어 있음 - 국제표준 : 정보통신분야는 ETSI가, 산업분야는 CEN이, 전기분야는 CENELEC이 2000년 5월 체결한 기본협력협약에 준하여 담당분야별로 진행하고 있으며, JPG, JCG, ICTSB와 같은 조정그룹이 업무중복 회피와 협력 조율을 진행하고 있음 - 자동차 국제표준 : 독일의 VDA, CUNA 등 자동차 산업 관련 기관에서 표준을 지원하고, 완성차와 주요 부품업체에서 전문가를 파견하여 진행 82 한국산업기술평가관리원

7 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 Future(Till 2017) AMicrocars (Qumbricycle and sub-a) G-Wiz BUODY Friendly REVA Pure mobillity Heuitez Mega City YDEA Axiam-MEGA Micro-Vett City C-Zero IOn Think PSA PSA ZENN Microcar I-MIEV Mitsubishi Twizy Z.E. Renault NXR REVA Samrt ED Da(m)er Bluezero E-Cell Daimier NXG REVA Noni EV TATA IQ based Toyota BB1 PSA 500EV Flat Land Gllder infiniti Leon Twin Drive Seat E-up! VW B Indica Vista EV TATA Zone Z.E. Renaut A1 e-tron Audi A2 e-tron Audi Joule Optimal Energy WILL Heulez IBE Concept SEAT 8 BO based Pininfaring C Lear Nissan Fluence Z.E. Renault Focus electric Ford Ampera Opel MegaCity Golf blue-e-motion VW C30 DRIVe Volvo Octavia Green E Line Skoda 8 D E6 BYD C-X75 Jaguar Passat VW 918 Spyder electric Porsche 4 Sports V50 Electric Volvo Essence Luxury Infiniti Survolt PSA Open Think Dezir Renault 8 Range_e Land Rover A1 R8 e-tron Audi 911 GT3R electric Porsche MPV Ox Th!nk 1 LCV Box Van Modec APE Electric Plaggo Mega Van Alxam-MEGA Porter Electric Plaggo Kangoo NV200 Electric Express Z.E. Nissan Renault Maxximo Electric M&M ACE Electric TATA Flat Doblo Micro-VETT Maxity Z.E. Renaut Beriligi Electric PSA Transit Connect Electric Ford Parther Electric PSA Ampere Smith I-MEV Cargo Miltsubishl Minivan Shutte ZAP 17 Vito E-Cell Daimier [그림 5-5] 유럽의 전기차 출시 계획 2 Level 1 Level 2 DC-DC Charging Inductive Charging 1.0% 2.0% Units (Million) % 2.0% 43.0% 37.0% 2.0% 37.0% 61.0% 71.0% 61.0% 39.0% 31.0% 29.0% % 25.0% 54.0% 1.0% 61.0% 23.0% 67.0% 2.0% 74.0% 25.0% 76.0% 73.0% Year [그림 5-6] 유럽의 전기차 충전기 설치 전망 한국산업기술평가관리원 83

8 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 미국의 그린카 표준화 현황 - 전기차 출시 : 2017년까지 총 116종의 전기차가 출시될 것으로 전망 - 전기차 규제 : 현재 전기차 관련한 문서화된 규정은 FMVSS Standard No. 305와 500이 유일함 - 전기차 국제표준 : 미국의 전기차 표준 대응은 각 관련 기업이 대응하는 체계를 이루고 있음. GM, Ford 등 완성차에서도 전문가를 참가시키고 있음 - SAE 중심 표준화 활동 : SAE에서 다양한 전기차 표준을 제정하고 기업에서 이를 준용하거나 ISO로 제안하는 형태를 많이 취하고 있음. SAE는 자동차, IEEE는 인프라 분야로 역할분담 * SAE와 IEEE는 국제적으로 널리 통용되는 표준으로, 단순한 미국 국내표준의 범위를 넘어서나, 국가 간 정식 표준으로 보기에도 무리가 있어, 우리나라에서는 국제표준으로 인정하고 있지 않음 Future B (Sub- Compacti) 2E electric Aptera 2H PHEV Aptera MiniE 10 Blueon Hyundal A1 e-tron Audi A2 e-tron Audi Venga/Soul PHEV KIA Switft PHEV Suzukl 12 FT-CH Toyota Subcompact GreenTech Yarts HEV Toyota Sx4 HEV Suzukl Prius HEV Toyota Insight HEV Honda Leaf Nissan Camry HEV Toyota Focus Electric Ford Sedan Millies Focus HEV Ford Jetta HEV VW C-Max HEV Ford C-Max Energl PHEV Ford Model EV Mazda Model PHEV Mazda Voit Chewrolet EVE HEV Proton/Lotus Optima HEV KIA Civic HEV Honda Altlma HEV Nissan e63 Detroit Electric e46 Detroit Electric Golf blue-e-motion VW 200C Sedan Chrysler I sedan Milsubishl Hatchback Infiniti C (Compach) 1 series HEV Prtus C Concept Toyota ES 300H HEV Lexus CT 200H HEV Lexus Model S Tesla Blue-Will PHEV Hyundall Jazz/Fit HEV Honda LF-Ch HEV Lexus Model HEV Mazda MegaCity3 Forte HEV KIA RIO HEV KIA Cee'd HEV KIA Ray PHEV KIA 44 NCC HEV VW Prius PHEV Toyota C-Class HEV Mercedes C30 DRIVe Volvo MegaCity HEV F3DM BYD MegaCity e-rev D (Mid-Size) LS HEV Lexus e6 BYD MKZ HEV Lincoin Sonata PHEV Hyundai HEV Sedan GreenTech Auto XJ PHEV Jaguar Luxury HEV Mercedes I8 918 Spyder electric Porsche C-X75 Jaguar E (Large) GS HEV Lexus HS HEV Lexus S400 HEV Mercedes ActiveHyorld X6 HEV 9-5 HEV Saab ActiveHyorld 750 I HEV ActiveHyorld 750 LI HEV LF-Sh HEV Lexus Px-MIEV PHEV Mitsubishi Lacrosse HEV Bulck Elure HEV Nissan S6DM BYD Eteme HEV Lotus Luxury PHEV Mercedes Activehyorld Sseries HEV 25 G (sports) BEV Roadster Tesla Racing Q9 Panoz Auto PHEV Else Electric Lotus Cayenne S HEV Porsche E-REV CR-Z HEV Honda Motion Kepler A8 HEV Audi MR2 Sports HEV Toyota HEV Clrcuit EV Dodge Kama PHEV Flster Auto Verde Revenge Panamera HEV Porsche Supercar e-rev Velozzi X1 Wrightspeed Kama Sunset PHEV Flsker Auto Sport Greentech Auto 9.3 Cabrlo True Electric Saab M HEV Infiniti CMT-380 HEV Capstone Turblne 977 GT3 HEV Porsche V60 Electric Volvo Nina PHEV Flsker Auto Essence Luxury HEV Infiniti Converl Cadillac Range_e Land Rover GT-R HEV Nissan Luxury EV Infiniti Survolt PSA R4 Electric Roadster Audi EVORA 414E Lotus Open Th!nk 911 GT3R Electric Porsche Sports Elite HEV Lotus A8 PHEV Audi 35 [그림 5-7] 미국의 전기차 출시 전망 84 한국산업기술평가관리원

9 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 Electric Utility power System (Utility) IEEE SAE J2847. J2836. J2293- communication & energy transfer V2G/G2V ANSI NFPA ZigBee Smart Energy 2.0 Alliance Electrio Vehicle Energy Transfer System (EV-ETS) Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) EV SAE Batteries J1798 Performance J2929 Safety J537 Storage IEEE 1547(Distributed energy interconnection) OASIS SAE J1772 Electric Vehicle Coupler, V2G, G2V [그림 5-8] SAE와 IEEE 간의 표준 업무 분장 일본의 그린카 표준화 현황 - 전기차 목표 : 2020년까지 세계 HEV 시장 20~30%, EV 시장 15~20% 점유 목표 - 충전소 보급 : 2020년까지 급속 5,000기와 완속 200만 개 보급 목표 - 자동차 국제표준화 : 일본의 자동차 관련 표준은 전반적으로 JSAE가 JAMA의 지원을 받아 총괄 운영 - 전기차 국제표준화 : 초기부터 JARI 또는 JARI의 전신에 해당되는 기관이 주도 - SC21 : JARI에서 기업체를 지원하여 참석 - SC3 JWG1, SC22/SC23 : JSAE가 기업들의 활동을 지원하여 참석 * CHAdeMO 표준 : 일본은 도쿄전력의 주도로 닛산, 미츠비시, 후지중공업이 가세하여 급속충전기 표준화 그룹인 CHAdeMO를 결성. Charge와 Move의 합성어로써, 일본어로 차한 잔 마실 동안 충전한다는 의미를 가지고 있음. 2010년 3월 토요다, 닛산, 미츠비시 등으로 구성된 협의체에서는 전기차와 충전기간 급속충전 프로토콜 JEVS 104를 기준으로 급속충전 상표를 CHAdeMO로 결정하였음. CHAdeMO는 CAN 통신을 통하여 충전 절차를 제어하며, 30분 이내에 전기차 충전용량의 80%를 채울 수 있게 개발됨 중국의 그린카 표준화 현황 - 전기차 출시 : 중국은 2012년까지 31종의 출시 예정. 2017년 22만 대의 시장규모가 예상 - 충전소 보급 : 2009년 4개에서 2010년 100개로 확대, 명확한 전망은 어려운 상황 - 중국 국내표준 구성 : 국가표준, 업종표준, 지방표준, 기업표준 등 4가지로 구분되며, 표준의 성격에 따라 강제표준과 권고표준이 있음 - 전기차 표준 대응조직 : Electric Vehicle subcommittee가 실무 조직으로 표준 대응, MIIT 및 SAC 산하의 NTCAS와 SAC/TC114에서 행정 지원. Electric Vehicle subcommittee는 1998년 NTCAS의 지정을 받은 CATARC에 설치되어 운영되고 있으며, ISO TC22 SC21과 IEC TC69 대응을 담당 * 전기자동차산업연맹 : 2010년 8월 16개 국유기업이 모여 설립하였으며, 기술개발 플랫폼 및 표준화 실현, 연구개발 성과 향유 계획, 교류 충전기 기술 및 배터리 관리 시스템 등 전기차 충전소 표준화를 추진하고 있음 한국산업기술평가관리원 85

10 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL A00 Beni EV Chana QQ3 EV Chery M1 EV Chery i-car Dongfeng M1e FAW Yueyue EV JAC 320 EV Lifan F0 EV BYD Mpe FAW A00 EV SAIC Oula Great Wall EK-1 Geely EK-2 Geely 13 A0 Yuexiang EV Chana Zhonghua EV Brilliance 2 A F3DM BYD 620EV Lifan Haima EV FAW Zhixiang piug-in Chana 550 plug-in SAIC Saibao EV Hafei Heyue plug-in JAC 7 B F6DM BYD BE 701 BAW 2 MPV E6 BYD Premacy EV FAW Shuaike EV Dongfeng 3 SUV Odin EV Dongfeng Ruigi EV Dongfeng Ruivi EV Zhongtai Midi EV BAW Tiggo EV Chery Sum 5 [그림 5-9] 중국의 전기차 출시 전망 Industrial standard QC MIIT SAC National standard GB NTCAS SAC/TC114 ISO TC22/SC21 IEC/TC69 Electric vehicle subcommittee SAC/TC114/SC27 UN/WP29 Electric motorcycle Electric vehicle [그림 5-10] 중국의 전기차 표준 관련 기관 ( 한중일 그린카 표준화 워크샵 CATARC 자료) 2. 그린카 국제 표준화 대응 국내 주요 이슈 전기차 충전시스템 규격 표준화 세계 전기차 충전 규격 - 플러그와 소켓을 포함한 충전 시스템은 가장 시급한 표준화 분야임 86 한국산업기술평가관리원

11 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 - AC 및 저속 DC 충전 : 미국은 IEC C Type 1 (5 pin), 유럽은 IEC C Type 2 (7 pin) 방식을 사용. 한국과 일본은 Type 1을 준용. 중국은 중국식 Type 2 사용 (유럽식 Type 2 물리적 호환성 없음) - 급속 DC 충전 : 한국과 일본은 CHAdeMO, 미국과 유럽은 IEC C Combo 1과 Combo 2 방식 추진 [표 5-2] 국가별 전기차 충전 In-outlet 표준형식 한국, 일본 중국 미국 유럽 표준 CType 1 China Type C Type C Type 2 통신 CAN CAN PLC PLC AC 형상 표준 CHAdeMo A China DC B C Type C Type 2 형상 DC 콤보 표준 C Combo C Combo 2 형상 표준 규격에 따른 충전 시간 -[표 5-3]과 같이 두 가지 대표적인 전기차를 비교하면 - Nissan의 Leaf : 일반 220V 가정용 간이 충전기로 10.4 시간, Type 1으로 3.3 시간, Type 2 Combo 14분이면 충전이 가능 - Tesla Roadster : Type 2로 충전 시 1.2 시간, 급속충전 시 32분 소요 한국산업기술평가관리원 87

12 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 [그림 5-11] Nissan(일) Leaf와 Tesla(미) Roadster 전기차 [표 5-3] 전기차 충전방식 표준에 따른 충전시간 플러그 방식 형상 용량 Nissan Leaf(24 kwh) 충전 시간 Tesla Roadster(54 kwh) NEMA kw 17.1 h 38.6 h CEE 7/7 2.3 kw 10.4 h 23.5 h IEC Type kw 3.3 h 7.5 h IEC Type 2 44 kw 30 min 1.2 h IEC Type 2 Combo/ SAE J1772 Hybrid 100 kw 14 min 32 min Connector Charging Mode Type1 Type2 3,3kW 20kW 30kW 50kW 100kW Vehicle Equi pment AC 1-phase AC 19,2KW (80A*240V) AC 3-phase up to 43KW Type 2 DC core charging 50KW Type 1 DC core charging up to 36KW DC (combo System) [그림 5-12] 충전 모드에 따른 충전 용량 kw 3,3kW charger (standard) 2x3,3kW or 6,6kW Charger (Optional) 22kW Charger or in verter (Optional) DC-charging mana gement 88 한국산업기술평가관리원

13 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 호환성 부재에 의한 손실 제주도 전기자동차 시범도시 사업 : 충전기 사이의 호환성 부재로 인한 문제 - 친환경 관광산업을 주업으로 하는 제주도는 전기차 보급에 대한 시범운영을 진행 중으로 이미 충분한 수의 충전시설을 갖춘 국내 유일의 전기자동차 친화적 거점이나 표준과 관련된 호환성 문제로 실제 사용에 많은 어려움이 나타나고 있음 서귀포시 급속충전기:37대 완속충전기:146대 공공기관보급분은 제외 [그림 5-13] 제주도 전기차 충전기 보급 현황 [표 5-4] 제주도 전기자동차 시범도시 사업의 충전시스템 규격 한국전력공사 컨소시엄 GS 칼텍스 컨소시엄 SK 컨소시엄 공공기관 소켓 물리 규격 Type 1, CHAdeMO Type 1, CHAdeMO 구형 9핀 규격 등 Type 1, CHAdeMO 통신 라인 규격 CAN CAN 자체규격 CAN 통신 프로토콜 한전 방식 일본 방식 - 한전 방식 인증 및 결재 회원카드, 신용카드 회원카드 회원카드 회원카드, 신용카드 설치 대수 제주도에는 실증사업 및 공공기관 보급용을 포함해 총 227기의 급속 및 완속 충전기가 보급되어 있으나, 이와 같은 표준 통합의 문제로 인하여 전기차 이용자는 각 컨소시엄 해당 회원끼리만 사용이 가능하여 향후 전기차 보급에 장애물이 되고 있을 뿐만 아니라, 전기차를 이용하는 비즈니스를 새로 구축하기에도 매우 곤란한 환경으로 되어 있음 * 물리 규격 : 한국전력공사는 Type 1과 CAHdeMO 규격을 사용. GS 칼텍스는 이와 물리적 호환은 가능하나, 통신 프로토콜이 상이함. SK는 물리규격과 통신규격 모두 타 컨소시엄과 상이함 * 통신 규격 : 한전 충전기는 국내 개발한 자체 통신 프로토콜을 따르고 있음. GS 컨소시엄의 제품은 일본의 부품을 그대로 적용한 제품으로, 일본 제품과 호환성을 갖음 한국산업기술평가관리원 89

14 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 제주도는 전기차를 이용한 렌트카 및 카쉐어링 비즈니스의 최적지로 평가받고 있음. 그러나 전기차를 이용한 상업적 모델이 성공하기 위해서는 한정된 충전 인프라를 전기차가 공유하고, 이에 대한 회원 인증과 과금이 서로다른 사업자간에도 자유롭게 이루어질 수 있도록 하는 것이 필수임 * 현재 배선 공사를 포함한 충전기 설치비용은, 완속 충전기는 약 1,000만 원, 급속 충전기 약 6,000만 원임 전기차 충전 표준에 대한 기관별 입장차 전기차 충전 표준에 대한 우리나라 각계의 입장 및 전략 - KS 표준 추이 기존 : Type 1과 Type 2를 포함. CHAdeMO 등은 KS에 나타나 있지 않음 개정 : IEC , 2, 3 부합화 할 예정임 (현재 예고고시 중임) * IEC 62196을 부합화 하는 개정안은 그 내용을 그대로 모두 수용하게 되며, 따라서 개정되는 KS 표준은 일본, 중국, 이탈리아, 미국, 유럽 등 표 3에 나타난 규격 표준을 모두 포함하게 될 예정임 문제점 : 일본이나 미국의 경우 자국 내에서는 가급적 자국 단일 표준을 따르고, 이를 국제표준에 반영하는 형태를 취함. 그러나 우리나라와 같이 국내표준 입장이 확고하지 않은 상황에서 국제표준에 나타난 9종의 표준이 모두 KS 표준에 부합하게 됨. 이로 인한 시장혼란은 제주도 시범도시 사업에 잘 나타남 - 기술표준원 전기차 충전을 포함한 각종 표준을 총괄 지휘하고 있으나, 현재 자동차 분야의 표준화 코디네이터는 공석인 상태로, 기술표준원 주력산업표준과에서 직접 관련 표준을 담당 - 학회 및 단체 자동차공학회(자동차)와 지능형전력망협회(충전 인프라)가 담당. 충전 플러그 관련 표준은 지능형전력망 협회가 담당하여 왔음. 협회측은, KS 제정 후에 다양한 규격들 중 시장에서 자연스럽게 해결될 문제라는 입장임 - 주요 완성차 및 전력회사 한국전력공사는 Type 2는 3상 문제로 인하여 적용하기 곤란하다는 입장. 현대자동차는 해외수출 등을 고려하여 Type 1 Combo가 향후에 가장 적합할 것으로 판단 * 현재 주로 사용되고 있는 Type 1과 CHAdeMO의 조합은, 일본 이외에는 사용하는 지역이 없어 수출 제품 개발에 매우 불리하며, 향후에 국제적으로 통용되는 표준 규격으로 계속 유지될 가능성도 매우 낮은 것으로 전망되고 있음. 애초에 CHAdeMO 방식을 채용한 것은 CHAdeMO 방식이 기술적으로 우수하거나 시장성이 있어서가 아닌, 부품 수급이 용이하기 때문으로, 현대자동차는 규격 변경을 염두에 두고 있었음 전기이륜차 부분의 표준화 미비 전기이륜차 산업 육성을 위한 표준화, 안전기준, 법제도 개정 등의 산업기반 조성을 위한 추진 실적은 전무한 상태이므로 세계시장 선점을 위한 주요 핵심부품에 대한 표준화가 필요함 90 한국산업기술평가관리원

15 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 [표 5-5] 전기이륜차 개발실적 기능별 개발기간 정부지원금 실적(예정) 110cc급 배달용 2010~ (3년) 58.8억 원 시제품 10대를 출시예정이며 제작완료 및 평가 진행 중 50cc급 스쿠터 2009~ (3년) 13.3억 원 삼륜차 2010~ (1년) 5억 원 시제품 출시 등 대량양산을 위해 금형제작, 생산라인 설치 중(양산품명 : ROMEO, EVA ) 2개의 뒷바퀴에 각각 모터, 현가장치를 장착한 전기 삼륜차 개발완료 국내 산업체가 영세 소규모인 것을 감안할 때 주요부품의 표준화 없이는 가격경쟁력 확보에 어려움이 있으며 전기이륜차의 신뢰성 품질확보를 위한 성능 평가 기준 및 평가방법에 대한 표준화 추진이 필요함 전기이륜차 핵심부품에 대한 전원체계, 장착 구조 및 인터페이스 형식에 대한 표준화, 전기이륜차의 성능 및 핵심부품의 평가기준 및 평가방법에 대한 표준화 추진이 우선적으로 추진되어야 할 것임 국내는 전기이륜차 활성화를 위한 사업으로 110CC급 우편배달용 전기이륜차를 개발 중에 있으며, 각 지방자치단체에서 시범사업으로 50CC급 200여 대를 운영하고 있으므로 각 핵심부품 및 전기이륜차에 대한 표준 및 안전성 평가 등이 필요하고 서울시의 경우 향후 보급계획으로 전기이륜차에 대한 수요 확대가 예상됨 전기이륜차에 대한 충전시스템, 배터리, 케이블 등에 대한 국가표준이 없어 개발을 포함한 양산사업에 대한 명확한 기준 제공이 어려운 실정이므로 시급한 대응이 필요함 3. 전력기반 그린카별 국내 산업표준(KS) 제정 현황 전력기반 그린카 관련 KS 규격 현황 현재 국내 KS 표준제정은 ISO 및 IEC 부합화를 통해 대부분 이루어지고 있음 [표 5-6] 전력기반 그린카 관련 KS 규격 현황 규격번호 KR R 0114 KS R 0115 KS R 0116 KS R 0117 KS R 1133 KS R 1134 KS R 1135 KS R 1136 규 격 명 전기자동차 용어 - 차량 전기자동차 용어 - 전동기 및 제어장치 전기자동차 용어 - 전지 전기자동차 용어 - 충전기 전기자동차 주행시험 방법 통칙 전기자동차 타행시험방법 전기자동차 에너지소비율 및 일충전주행거리 시험방법 전기자동차 가속 및 최고속도 시험방법 한국산업기술평가관리원 91

16 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 규격번호 KS R 1137 KS R 1138 KS R 1139 KS R 9158 KS R ISO KS R ISO KS R ISO KS R ISO 8713 KS R ISO 8714 KS R ISO 8715 KS R ISO KS R ISO KS R ISO KS R IEC KS R IEC KS E 6008 KS C 9900 KS C IEC KS C IEC KS C IEC KS C IEC KS C IEC KS C IEC 규 격 명 전기자동차 최대등판능력 시험방법 전기자동차 등판시험방법 전기자동차 제동시험방법 전기차용 제어기기의 시험방법 전기도로차량-안전을 위한 제원 - 제1부 : 내장형 전기에너지 저장장치 전기도로차량-안전을 위한 제원 - 제2부 : 기능적 안전대책과 고장대비보호 전기도로차량-안전을 위한 제원 - 제3부 : 전기적 위험에 대한 인명보호 전기도로차량 - 용어 전기도로차량 - 기준 에너지 소모량 및 주행거리 - 승용차 및 경상용차의 시험절차 전기도로차량 - 도로주행특성 연료전지차량 - 안전제원 - 제1부 : 차량의 기능상 안전 연료전지차량 - 안전제원 - 제2부 : 압축수소충전차량의 수소위험방지 연료전지차량 - 안전제원 - 제3부 : 전기쇼크에 대한 사람의 보호 구동용 납산 축전지 - 제1부 : 일반요건 및 시험방법 구동용 납산 축전지 - 제2부 : 셀과 단자의 종류 및 표시 전기차용 연축전지 전기자동차 전도성 충전시스템 - 삼상교류 접속용 플러그, 소켓-아웃렛, 커넥터 및 인렛 전기자동차 직접식 충전시스템 - 제1부:일반 요구사항 전기자동차 직접식 충전시스템 - 제21부:교류/직류 전원 접속의 전기자동차 요구사항 전기자동차 충전시스템 - 제22부 : 교류 충전소 전기자동차용 이차전지의 시험인자 전기자동차추진용 전지의 역동방전능력시험 및 역동내구성시험 전기자동차용 전지의 성능 및 수명시험 전기자동차 표준화 현황 모터/인버터 시스템의 성능평가 방법 보완 필요 - 모터/인버터에 대한 성능평가표준은 IEC에서 관장하고 있으며 KS C IEC 에서 전기자동차용으로 많이 사용되는 컨버터 구동형 교류전동기, 에서 부품손실에 의한 컨버터 구동형 교류 전동기의 총 손실 측정을 규정하고 있으나 시험방법에 대한 내용 보다는 기본적인 개념에 대한 사항이 주로서 객관적인 평가를 위해서는 구체적인 성능평가 방법의 보완이 요구됨 92 한국산업기술평가관리원

17 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 - 전기자동차용으로 영구자석식 모터의 사용이 급증함에 따라 2013년을 목표로 IEC 에서 컨버터 구동형 PMSM에 대한 표준을 개발 중에 있음 - SAE J2907은 사이클, 임펄스, 피크/천이, 정상상태 등에 대한 정의를 확실하게 하기 위해 정격에 대한 표준을 제정 중에 있음. 사이클 정의에 사용되는 모터냉각법의 기능으로서 정격의 영향, 차량 피크 요구를 결정법 등이 수록될 예정임 배터리 시스템의 성능평가 방법 보완 필요 - 현재 전력 기반 그린카의 배터리 시스템의 국내 표준화 방향은 ISO 국제 표준화 내용을 바탕으로 주로 이루어지고 있으며, 의장인 독일 그리고 프랑스, 일본, 미국, 한국 등이 참여하여 표준화 작업을 진행하고 있음 - ISO 의 경우 고출력 적용의 배터리 시스템을 대상으로 성능, 수명, 신뢰성 시험 등을 기술하고 있으며, ISO 의 경우 고에너지 적용의 배터리 시스템을 대상으로 성능, 수명, 신뢰성 시험을 그리고 ISO 의 경우 이러한 배터리 시스템의 안전성/ 신뢰성 시험에 대한 표준화 작업을 진행 중임 - 배터리 시스템의 출력을 시험 평가하는데 있어서 현재 ISO 표준에서 제시하는 방법은 고출력 응용과 고에너지 응용으로 나누기는 하였으나, 다양한 용량과 화학적 특성을 가지고 있는 배터리 시스템을 일반화 시켜 시험 방법을 상당히 간략화하여 실질적인 출력을 평가하는데 한계를 가지고 있는 것으로 판단 - 현재 배터리 시스템의 성능(출력) 및 수명 시험에 있어서 USABC(United States Advanced Battery Consortium)에서 제시하는 좀 더 severe한 시험 조건에서 배터리 시스템을 시험 평가 하는 부분이 상대적으로 약한 것으로 판단 배터리 시스템의 Secondary Use에 대한 시험 표준화 필요 - 현재 배터리 시스템의 경우 대용량의 이차전지 셀 및 시스템으로 구성이 되어 있으며, 일반적으로 초기 설정 용량의 70~80% 정도의 수준에 이를 때까지 사용한 후 차량에서 제거하며, 배터리 시스템의 차량 적용을 가장 먼저 한 일본의 경우 하이브리드 자동차용으로 사용된 전지의 recycle 및 secondary use에 대하여 논의가 되고 있음 - 미국의 경우에도 현재 NREL 등에서 secondary use 에 대하여 2010년 NREL Secondary-Use Project로 Conference Paper를 작성하였고 이후 순차적으로 지속적인 연구를 계속하고 있음 - 이후에 전력 기반 그린카의 배터리 시스템의 secondary use에 대한 수요처 (smart grid storage 등)에 대하여 어느 정도 활용 방안이 구체화 되어 있으며, 이를 활용하는데 걸림돌이 되는 남은 수명 예측 및 성능 평가 방안이 표준화 되어 있다면 고가의 배터리 시스템의 가격저감을 통하여 그린카 활성화가 앞당겨 질것으로 예측 - 국내의 경우에는 아직 이러한 secondary use 에 대하여 활용 방안이나, 성능, 안전성, 시험 방법에 대한 표준 작업이 이루어져 있지 않으며, 이것에 대한 대응이 다른 미국이나 일본에 비하여 뒤쳐져 있는 상황임 한국산업기술평가관리원 93

18 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 규격 전지 사이즈 (ISO / IEC PAS16898) 일반 요구사항 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 상온 에너지와 용량 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) 일반 요구사항 (KS C IEC ) 교류공급전압의 정격 (KS C IEC ) 일반 시스템 요구사항 및 인터페이스 (KS C IEC ) 감전 보호 (KS C IEC ) 전원 공급 장치와 EV와의 연결 (KS C IEC ) 특별 인렉, 커넥터, 플러그 및 소켓-아웃렉 요구사항 (KS C IEC ) 충전 케이블 (KS C IEC ) 일반요구사항 성능 시험 출력 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) SOC 손실 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) Cracking 출력 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) 에너지 효율 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) 사이클 수명 시험 (ISO ,2, KS C ISO ) 지속적인 언덕 오르기 출력 시험 (USABC, Electric vehicle battery test procedures manual) 급속 충전 시험 (USABC, Electric vehicle battery test procedures manual) 다양한 방전율 시험 (USABC, Electric vehicle battery test procedures manual) 전원 공급장치 요구사항 (KS C IEC ) 가속 수명 평가 시험 (USABC, Electric vehicle battery test procedures manual) 기능적 구조적 요구사항 (KS C IEC ) 진동 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 전기적 안전성 (KS C IEC ) 기계적 시험 기계적 충격 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 절연 시험의 요구사항 (KS C IEC ) 환경시험 (KS C IEC ) 특수 소켓 (KS C IEC ) 교류 입출력의 정격 입력 전압과 정격 전류 (KS C IEC 60038) 교류 충전 설비 충전 장치 배터리 시스템 기후적 시험 낙하 (ISO ) 열충격 시험 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 결로 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 차량 충돌시 관성 부하 (ISO ) 일반 요구 사항 및 인터페이스 (KS C IEC ) 감전 보호 (KS C IEC ) 안전 / 신뢰성 시험 가상 차량 사고 차량 충돌시 첩촉 힘 (ISO ) 침수 (ISO ) 전원 공급기와 전기자동차 간 접속 (KS C IEC ) 자동차 인렛과 커넷터의 특별 요구사항 (KS C IEC ) 직류 충전 설비 충전 케이블 어셈블리 요구사항 (KS C IEC ) 전원 공급장치(EVSE) 요구사항 (KS C IEC ) 전기자동차 직류 충전 설비의 특정 요건 (KS C IEC ) EV와 전기자동차 직류 충전 설비 간 통신 (KS C IEC ) 용어 (KS R ISO 8713) 용어 전기자동차 전기적 시험 시스템 failure 시험 성능 시험 가상 차량 화재 (ISO ) 단락 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 과충전 보호 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 과방전 보호 (ISO ,2,3, KS C ISO ) 열적 제어 / 냉각 손실 (ISO ) 일반 요구 시험 출력 시험 에너지소모량 (KS R ISO 8714) 수명 평가 시험 일충전주행거리 (KS R ISO 8714) 도로주행특성 (KS R ISO 8715) Secondary Use 기계적 시험 기후적 시험 타행시험방법 (KS R 1134) 가속시험방법 (KS R 1136) 성능 안전 / 신뢰성 시험 가상 차량 사고 전기적 시험 최고속도 시험방법 (KS R 1136) 시스템 failure 시험 최대등판능력 시험방법 (KS R 1137) 등판시험방법 (KS R 1138) 제동시험방법 (KS R 1139) 규격 용어 (KS R 0115) 전기차용 제어기기 시험방법 (KS R 9158) 내장형 전기에너지 저장장치 (KS R ISO ) 기능적 안전대책과 고장 대비보호 (KS R ISO ) 전기적 위험에 대한 인명보호 (KS R ISO ) 안전 차량 연속 정격 시험 (SAE J2907) 단시간 출력 시험 (KS C IEC ) 효율시험 충돌후 안전성 (KS R ISO ) 전자파 방사 (CISPR / D25) 성능 시험 교류모터 손실 (KS C IEC ) 과속 시험 (KS C IEC ) 전원 라인의 전도성 전자파 방사 (CISPR / D25) 정전기 보호 전원 라인의 전자파 수용 능력 (ISO ) 신호 라인의 전자파 수용 능력 (ISO ) 전원 엽접속 보호 전자파 모터 / 인버터 소음 시험 (KS R ISO 1680) 내전압 시험 (KS C IEC ) 진동 시험 (KS C IEC ) 역기전력 시험 회생제동시험 과전압 보호 단락회로 보호 BLDC 모터 시험(IEC )-개발중 고온방치시험 저온방치시험 신뢰성 시험 저온기동시험 온도사이클시험 온습도사이클시험 [그림 5-14] 전기자동차 산업표준 Fishbone(현재 기준) 하이브리드 자동차 하이브리드 자동차용 표준은 기존 전기자동차용을 기반으로 하고 있으므로 모터/인버터 및 차량안전관련 표준 등은 전기자동차용과 동일하나 충전관련표준이 필요없고 연비 및 일충전주행거리 측정법 및 하이브리드용 배터리 전용 시험법이 개발되어 있음 하이브리드 펄스 출력 특성 시험 (USABC, HEV 배터리용) 작동 지점 안전성 시험 (USABC, HEV 배터리용) 캘린더 수명 시험 (USABC, HEV 배터리용) 성능 배터리 시스템 하이브리드 자동차 차량 에너지소모량(ISO / DIS ) 성능 일충전주행거리(ISO / DIS ) 나머지 부분은 전기자동차와 동일 나머지 부분은 전기자동차와 동일 모터/인버터 - 전기자동차와 동일 [그림 5-15] 하이브리드 자동차 산업표준 Fishbone(현재 기준) 94 한국산업기술평가관리원

19 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 플러그인 하이브리드 자동차 플러그인 하이브리드 자동차는 전기자동차와 같이 충전을 하기 때문에 하이브리드 자동차 특성과 전기자동차용 특성을 함께 포함해야 하며 모터/인버터, 충전기는 전기자동차와 동일하나 연비 및 일충전주행거리 측정법 및 플러그인 하이브리드용 배터리 성능평가용 등에서 일부 차이점을 두고 있음 하이브리드 펄스 출력 측정 시험(USABC, PHEV용) 에너지소모량(ISO / DIS ) 성능 일충전주행거리(ISO / DIS ) 나머지 부분은 전기자동차와 동일 차량 플러그인 자동차 배터리 시스템 성능 충전 지속 사이클 수명 시험(USABC, PHEV용) 충전 소모 사이클 수명 시험(USABC, PHEV용) 캘린터 수명 시험(USABC, PHEV용) 충전 장치 - 전기자동차와 동일 나머지 부분은 전기자동차와 동일 모터 / 인버터 - 전기자동차와 동일 [그림 5-16] 플러그인 하이브리드 자동차 산업표준 Fishbone(현재 기준) 연료전지 자동차 연료전지 자동차의 시험법도 연료전지스택을 이용하기 때문에 달라지는 부분을 제외하면 거의 기존 전기자동차와 동일한 시험방법을 사용할 수 있음. 연비 및 일충전주행거리 측정법은 연료전지 자동차의 특성을 반영해야 하며 특히 충돌 시 안전에 대한 부품으로 인한 시험법도 마련되어 있음 연료전지스택의 시험평가에 있어 스택의 성능평가시험법 뿐만 수소공급시스템, 공기공급시스템, 열 및 물 관리시스템과 같은 부속부품에 대한 성능평가방법 개발도 필요함 배터리 시스템 - 하이브리드 자동차와 동일 에너지소모량 (ISO 23828) - 개발 중 일충전주행거리 (ISO 23828) - 개발 중 성능 성능 스택출력시험 스택효율시험 안전 압축수소충전차량의 수소위험방지 (KS R ISO ) 나머지 부분은 전기자동차와 동일 차량 연료전지 자동차 연료전지스택 시스템효율시험 수소공급시스템 수소유량시험 모터 / 인터버 - 전기자동차와 동일 공기공급시스템 공기유량시험 열 및 물 관리시스템 열제어시험 [그림 5-17] 연료전지 자동차 산업표준 Fishbone(현재 기준) 전기이륜차 국내 전기이륜차 국가 표준화는 KS R 0132, 도로차량-전기모터사이클 용어가 제정되어 있으며 에너지소비효율과 일충전주행거리, 도로운전특성 등에 대한 성능 평가 기준이 제정 진행 중에 있음. 그 외 차량의 안전 및 핵심부품의 평가기준 및 평가방법에 대한 표준은 전무한 상태임 한국산업기술평가관리원 95

20 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 전기이륜차 ISO 국제표준 현황은 에너지소비효율, 도로운전특성 및 용어, 전기적 안전성에 대한 표준이 CD 및 DIS 단계에서 진행되고 있음 전기이륜차 ISO 국제표준의 워킹그룹에서 논의되고 있는 항목은 일본에서 제안한 충전시스템의 요구사항, 중국에서 제안한 배터리시스템에 대한 성능 및 안전성 평가에 대하여 논의되고 있는 중임 전기이륜차 ISO 국제 표준에서도 차량의 성능평가에 대하여 세분화되어 있지 않으며 전기이륜차의 핵심부품인 모터, 인버터, 제어기 등에 대한 평기기준 및 평가방법에 대한 논의가 전무한 상태임 규격 전지 사이즈 일반요구사항 배터리 성능 / 안정성(ISO NWIP3198) 상온 에너지와 용량시험 용어 (ISO NP 13065) 용어 (KS R 0132) 규격 출력시험 SOC 손실 시험 에너지소모량 (ISO/DIS ) 도로주행특성 (ISO/DIS ) 성능시험 cracking 출력 시험 에너지 효율 시험 일충전주행거리 사이클 수명 시험 표준충전시간 지속적인 언덕 오르기 출력 시험 급속충전시간 성능 급속 충전 시험 주행속도 다양한 방전율 시험 최대등판능력 시험방법 배터리 진동(ISO NWIP3198) 등판시험방법 기계적 시험 기계적 충격(ISO NWIP3198) 제동시험방법 낙하(ISO NWIP3198) 전기적 안전요구조건 (ISO/DIS 13063) 기능적 안전대책과 고장 대비보호 안전 차량 전기 이륜차 기후적 시험 열충격 시험 결로(ISO NWIP3198) 전기적 위험에 대한 인명보호 차량 충돌시 관성 부하 충돌후 안전성 안전 / 신뢰성 시험 가상 차량 사고 차량 충돌시 접촉 힘 전자파 방사 (CISPR / D25) 침수(ISO NWIP3198) 전원 라인의 전도성 전자파 방사 (CISPR / D25) 가상 차량 화재 정전기 보호 전기적 시험 단락 전원 라인의 전자파 수용 능력 (ISO ) 전자파 과충전 보호 신호 라인의 전자파 수용 능력 (ISO ) 시스템 failure 시험 과방전 보호 전원 엽접속 보호 열적 제어 / 냉각 손실 과전압 보호 일반 요구사항(ISO NWIP3199) 단락회로 보호 모터 / 인버터 - 전기자동차와 동일 일반 시스템 요구사항 및 인터페이스 감전보호 충전 장치 일반요구사항 전원 공급 장치와 차량과의 연결 특별 인렉, 커넥터, 플러그 및 소켓 - 아울렛 요구사항(ISO NWIP3199) 충전 케이블(ISO NWIP3199) 전원 공급장치 요구 사항(ISO NWIP3199) [그림 5-18] 전기이륜차 산업표준 Fishbone(현재 기준) 96 한국산업기술평가관리원

21 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 4. 주요 이슈 및 정책 제안 표준화 부조화에 의한 손실 현재까지 선진 자동차 국가에 의해 주도되는 국제 표준화 추세에 따라가는 방식의 표준화로 인해 실제로 국내에서 개발에 필요한 산업표준의 제정이 늦추어지는 결과를 초래 다수의 개발결과가 각각 다른 형태의 표준안에 따라 시기별로 다른 H/W 및 S/W로 구성되어 호환이 안 되는 상황이 발생하고 있으며 부득이하게 후속 상황에 맞도록 앞서 개발된 결과물을 별도의 비용으로 수정하는 상황 발생 중 이마저도 상대적으로 비용이 많이 발생하는 충전 인프라 분야는 개선 수정이 곤란하여 방치됨으로써 재원과 기회가 같이 버려지는 상황 초기 보급단계인 지금, 전기차 충전 인터페이스, 과금, 사용자 인증, 사업자간 인프라 공유를 위한 기반 표준을 제정하여야만 전기차를 이용한 렌트카 및 카쉐어링 등 비즈니스 모델 성립이 가능함 기술 체계와 부합하는 표준화 기술 독립에 의해 주체적으로 표준화를 주도한 경험이 미약한 사회적 능력으로 인해 국제적으로 이슈화된 분야를 우선적으로 추종하는 표준화 도입으로 실제로 기초가 되어 기반이 되는 분야의 산업표준 미비 현상 발생 국제표준과의 조화를 우선하는 표준화 전략과 동시에 기술개발의 수요에 기초하여 아래로부터 산업표준 대상을 선정하고 사회적 비용을 지불하여 기술체계와 연계한 체계화된 산업표준을 구성하는 정책 필요 포괄적 표준화 추진 체계의 필요 현재 국내의 표준화 과제는 대부분 기술개발과 함께 표준화를 병행하는 표준화 연계과제의 형태를 취하고 있으나 다음과 같은 한계가 있음 - 연계 기술 개발에 투자하는 비용이 적을 경우 새로운 시험평가방안의 개발 보다는 국제 표준화 대응 등 수동적인 부분에만 초점이 맞춰진 부분이 많음 - 표준개발의 경우 유사한 품목에 대한 표준화 개발 시 상호 협력관계 유지가 필요하나 기술개발자 간의 협력, 협업이 불가능함 - 과제 내에서 부분으로 시험평가를 위해 개발된 표준의 경우 개발에 참여한 업체들의 업무상 비밀보장을 위해 표준의 공용화가 어렵고 보급 확대를 위한 노력이 어려움 한국산업기술평가관리원 97

22 PD ISSUE REPORT SEPTEMBER 2012 VOL 12-8 국제적인 표준화에서 앞서가기 위해서는 미국 SAE와 같이 자체적인 기술개발 결과를 이용하여표준화하려는 노력이 상시적으로 이루어져야 하고 이를 위한 지원도 필요하나 국내에서 추진되고 있는 표준기술력향상사업에서는 자금규모가 시험평가 기술개발을 위한 비용에 비해 매우 부족한 실정임 그러므로 선진 그린카 강국과의 경쟁을 위해서는 자체 표준 개발을 통한 기술경쟁력 확보가 무엇보다 중요하며 시험평가를 위해 필요로 하는 비용을 충당할 수 있는 과제가 무엇보다도 절실히 요구되고 있음 그린카 부품 표준 평가기술 개발 및 국제표준 대응 필요 시장형성 초기인 그린카 핵심부품들은 제조사/시험기관별 평가규격이 상이하고 제품 스펙 신뢰도가 낮아 부품 수급 시 별도 평가가 필요할 정도로 호환성이 부재함. 따라서 표준화된 평가항목 및 평가방법을 통하여 그린카 산업 성장이 가능한 기본 토양 제공 필요 독일, 일본 등 선진각국은 그린카 기술/시장 주도를 위해, 산업체가 적극 참여하고, 정부가 이를 조직하여 체계적으로 국제표준을 선도함. 산업계의 직접 참여가 어려운 우리나라에서는 기존에 장비와 경험을 갖춘 자동차 전문연구원과 산 학 연을 대변할 수 있는 민간 대응기구를 중심으로 지속성 있는 추진이 필요 그린카 국제표준 선도 전략 제안 - 스펙/시험규격 표준 주도를 통한 해외 진출 : 모터, 인버터, 배터리, 커패시터 등 부품별 표준 평가 항목 및 평가방법을 개발. 이를 통하여 국제표준 선도가 가능하며, 그린카 핵심 부품의 스펙 규격을 통일하고, 스펙 신뢰도를 향상하여 국내 그린카 산업 육성 및 해외 진출의 계기로 작용 - 체계적인 국제표준화 전문가 육성 지원 : 그간의 개별 전문가 역량 의존에서 탈피하여, 국가 차원에서 국제표준 전문가 활동 지원에 필요한 한국 도로/자동차/운전자 환경에 적합한 평가 데이터 및 평가 기술을 확보하여 국제표준에 적극적인 실무 대응이 가능하도록 전문가 활동을 지원하는 체계를 확립할 수 있음 - 표준화 현안의 실시간 대응을 위해, 산 학 연으로 구성된 그린카 핵심 부품별 평가 담당 팀을 구성하고, 국산 그린카 핵심부품 평가 데이터 및 교통 환경을 고려한 국제표준 실무대응 실시 - 국제표준화 대응체계는 민간단체인 KSAE를 중심으로 ISO, IEC, KS, SAE 등 다양한 국제 및 국가표준에 대한 조사 및 대응하며, 독일, 일본, 미국과 연계한 국제표준 실무 대응체계 구축 전기차 보급에 유리하고 기술적으로 우수한 결과를 채택하여 우리나라를 대표하는 그린카 기업들이 적극 참여하는 방식으로 전기동력 자동차 표준화 정책을 추진함으로써 시장 활성화를 위한 기틀을 제공할 필요가 있음 98 한국산업기술평가관리원

23 ISSUE 5 전력기반 그린카 표준화 동향 및 과제 [참고문헌] 1. Casey C. Grant, U.S. National Electriv Vehicle Safety Standards Summit Summary Report, Fire Protection Research Foundation, Jim McCabe, Standardization Roadmap for U.S. Electric Vehicle Deployment, NHTSA EV Safety Technical Symposium, Theodore Bohn, Codes and Standards Support for Vehicle Electrification, Argonne National Laboratory, J. Neubauer and A. Prsaran, NREL s PHEV/ EV Li-ion Battery Secondary-Use Project, NREL Conference Paper CP , June Standardization Roadmap for Electric Vehicles, ANSI, April Pike Research 2010, Electic Two-Wheel Vehicles 7. Electric bike worldwide reports, 저속차량 제도도입이 교통안전에 미치는 영향-해외사례 중심으로/교통안전관리공단 연구보고서, Frost&Sullivan 2010, Technical Report of Electric Two-Wheel Vehicles [표준화 연계 국내 주요 기술개발 현황] 연구기관명 프로젝트명 개요 연구기간 자동차부품연구원 한국전기연구원 (주)현대자동차 대림자동차공업 자동차부품연구원 자동차부품연구원 그린카 충전인프라용 인터페이스 핵심부품 개발 그린카 충전 인프라 기반기술 개발 전기자동차용 차세대 리튬금속배터리 개발 110cc급 충전 모듈 내장형 고효율 전기 동력 이륜차 개발 Heavy Duty Hybrid System 핵심기술 및 시스템 통합제어 기술 개발 Heavy Duty Hybrid System 성능평가기술개발 자동차부품연구원 그린카 회생제동 신뢰성 평가 기술 개발 KAIST 자동차부품연구원 한국전지연구조합 온라인 전기버스 시스템 통합 및 평가기술 개발 그린카 부품 국제 인증 대응을 위한 시스템 개발 그린카용 중대형 리튬이차전지 표준화 기반구축 충전인프라 및 인터페이스 국제표준화 대응 기술 개발 충전인프라 및 인터페이스 국제표준화 대응기술 개발, 국제 규격에 대한 대응기술 개발 전기차 배터리 표준화 전기이륜차 관련 국내/국제 표준안 상정 Heavy Duty HEV/PHEV 시스템 성능평가방법 표준화를 위한 현구회 운영 및 표준안 제시 Heavy Duty Hybrid 시스템 성능평가방법 표준화를 위한 연구회 운영, 표준성능평가방법 및 서 울 시 하 이 브 리 드 시 내 버 스 주 행 모 드 최종안 제시 그린카 회생제동 시스템의 신뢰성 평가 기술 정립 및 표준화 3단계 사업부터 표준화 포함 표준화 정책 및 제도 전략 수립, 국제 표준화 대응과 산업체 보급 확산 그린카용 중대형 리튬이차전지 표준화 한국산업기술평가관리원 99