발간등록번호 NIER-SP 국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 분석및평가연구 연구기관 : 고려대학교산학협력단 국립환경과학원

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1 발간등록번호 NIER-SP 국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 분석및평가연구 연구기관 : 고려대학교산학협력단 국립환경과학원

2 제출문 국립환경과학원장귀하 본보고서를 국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 분석및평가 연구 과제의최종보고서로제출합니다. ( 총연구기간 : 2014 년 08 월 12 일 ~ 2015 년 04 월 30 일 ) 2015 년 4 월 30 일 연구책임자 : 박심수교수 ( 고려대학교 ) 참여연구원 : 명차리교수 ( 고려대학교 ) 장원욱연구원 ( 고려대학교 ) 조재호연구원 ( 고려대학교 ) 진동영연구원 ( 고려대학교 ) 시우성연구원 ( 고려대학교 ) 손정훈연구원 ( 고려대학교 ) 고진영연구원 ( 고려대학교 ) 발간등록번호 : NIER-SP

3 요약 본연구보고서는자동차배출가스인증국제표준화를위한중장기연구의일환으로써, 2014 년 3월에국제표준기술규정 (GTR; Global Technical Regulation) 에서제정한소형차에대한국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP; Worldwide Harmonized Light-duty vehicle Test Procedure) 에대하여분석및평가하여국제표준자동차배출가스인증제도의국내도입가능성및대응방안을제시하는것을목표로한다. 유럽경제위원회 (UN ECE; United Nations Economic Commission for Europe) 의 WP. 29(World Forum for Harmonization of Vehicle Regulation) 산하자동차배출가스및에너지분과 (GRPE; Group of Pollution and Energy) 에서발표한 GTR No. 15 을위주로기술규정분석하여국내 WLTP 도입시국내실정에적합한자동차배출가스배출허용기준및시험방법의개정에활용가능할것으로기대된다. 또한 WP. 29에서제시된시험방법에따라 WLTP 평가시험을수행하여기존의국내자동차인증시험방법 (CVS-75, NEDC) 과비교평가함으로써도입시예상문제점및대응방안을제시하였으며, 타유종으로의확대도입가능성및적용방안에대하여논의하였다. UN의 WP. 29 총회에서는미국, 유럽, 일본, 인도, 중국등주요자동차생산국이참여하여자동차배출가스인증제도의국제표준화를추진중이며, 각국가별로 WLTP 도입과관련하여도입여부및시기에대한논의는지속적으로진행되고있는실정이다. 유럽의경우 2016년부터 WLTP 를도입하기시작하여 2020년까지기존의 NEDC 인증제도와병행하며단계적으로적용해나갈것으로공표하였다. 국내소형차배출가스인증모드및절차는경유승용차량을대상으로유럽의규제기준을도입해왔으므로, 향후자동차배출가스인증모드및절차로써 WLTP가도입될것으로판단된다. 유럽의사례를바탕으로국내 WLTP 도입또한단계적으로진행하여인증시험제도전환에의한충격을최소화할필요가있으며, 각단계별로도입시기및범위에대하여정부, 제작사및인증기관간의폭넓은사전논의가필요할것으로판단된다. 한국, 미국, 일본, 유럽, 인도의각국차량주행데이터및국가별교통량을고려한가중계수를적용하여국제표준소형차배출가스측정모드 (WLTC; Worldwide Harmonized Light-duty vehicle Test Cycle) 가개발되었으며, WLTC는기존의 NEDC 대비실제도로주행여건을폭넓게반영하는것을목적으로시험차량의중량, 타행주행및도로주행저항, 속도및가속도, 실험실온도등의기존 NEDC에서모호했던규정들을상세하고엄격하게정의하고있다. 이에따라자동차규제배출가스및이산화탄소배출량규제의실효성이강화되는효과가기대되며, 자동차제작사의유연성이허용되지않아규제기준만족이더욱어려워질것으로판단된다. 본연구에서는 WLTP의합리적인국내도입을위하여현행 EURO6 대응경유승용차 1대를선정, 기존 NEDC 시험과 WLTP 시험을실제로수행하여시험법변화에의한영향을분석하였다. 특히, 표준시험온도로지정된대기온도 23 는물론, 유럽전체평균온도로 WLTP에포함여부를논의중인 14, 겨울온도인 7 에서 NEDC 및 WLTC 시험을수행및결과를비교하였다. 또한국내 EURO6 대응경유승용차에필수적으로사용되는디젤입자필터및질소산화물후처리장치의성능특성, 질소산화물저감효율등을 NEDC와 WLTC는물론미국의시험모드에서각각측정및비교하였으며, 그한계점을파악하고자하였다

4 목차 제 Ⅰ 장과업수행개요 9 1. 연구의추진배경및필요성 연구배경및필요성 연구동향 연구의목적및세부내용 연구목적및기대효과 34 제 Ⅱ 장과업수행내용및결과 WLTP 시험특징및절차요약 WLTC Downscaling 시험절차 배출물질계산식 UN WP. 29에서제시된방법으로 WLTP 평가시험수행 EURO6 대응경유승용차량 WLTP 평가시험결과 시험모드간비교 WLTP의국내도입가능성및대응방안 69 제 Ⅲ 장참고문헌및부록 참고문헌 참고홈페이지 부록-WLTP GTR No. 15 기술규정분석 자동차종류에따른국제표준주행모드 (WLTC) 도로주행저항설정방법

5 3.3. 배출가스측정용장비규격 배출가스측정절차 대기오염물질및 CO 2 ( 연비 ) 계산및보정방법 전기차및하이브리드자동차배출가스측정방법 155 < 표차례 > 표 1 일본 10 15, JP08 및 WLTC 주행모드시험시가솔린차량배출가스및연비측정결과 17 표 2 NEDC와 WLTP 시험규정차이에따른 CO 2 배출량영향도분석 21 표 3 Ricardo DVT 차량시뮬레이션에의한 NEDC-WLTC 변환계수 (WNQ) 22 표 4 AVL 차량시뮬레이션에의한 NEDC-WLTC 변환계수 (WNQ) 23 표 5 NEDC에서 WLTP 로의변경이 CO 2 배출량에미치는전체적인영향 25 표 6 Class 및 Phase 별주행사이클상세 specification 38 표 7 Road Load Settings 39 표 8 Road Load Settings ( 계속 ) 40 표 9 Emission Test Procedure 40 표 10 Emission Test Procedure 41 표 11 시험차량제원 42 표 12 WLTC 시험일정 44 표 13 가솔린및경유승용차의 EURO5-EURO6 배출가스규제기준 46 표 WLTC 시험배출물질측정결과 47 표 WLTC 시험배출물질측정결과 49 표 16-7 WLTC 시험배출물질측정결과 50 표 17 시험온도별 WLTC 배출물질측정결과비교 51 표 NEDC 시험배출물질측정결과 53 표 NEDC 시험배출물질측정결과 54 표 20-7 NEDC 시험배출물질측정결과 55 표 21 시험온도별 NEDC 배출물질측정결과비교 56 표 22 시험온도별 NEDC 배출물질측정결과비교 58 표 23 시험사이클별배출가스및 PM, 연비시험결과 60 표 24 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low1) 구간 68 표 25 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium1) 구간 72 표 26 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low2) 구간 77 표 27 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium2) 구간 81 표 28 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High2) 구간 84 표 29 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high2) 구간 87 표 30 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low3) 구간 92 표 31 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium3-1) 구간 96 표 32 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium3-2) 구간

6 표 33 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High3-1) 구간 102 표 34 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High3-2) 구간 105 표 35 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high3) 구간 108 표 36 Gasoline/Petrol ( 공칭 90 RON, E0) 119 표 37 Gasoline/Petrol ( 공칭 91 RON, E0) 120 표 38 Gasoline/Petrol ( 공칭 100 RON, E0) 121 표 39 Gasoline/Petrol ( 공칭 94 RON, E0) 122 표 40 Gasoline/Petrol ( 공칭 95 RON, E5) 123 표 41 Gasoline/Petrol ( 공칭 95 RON, E10) 124 표 42 Ethanol ( 공칭 95 RON. E85) 126 표 43 LPG (A 및 B) 128 표 44 G20 High Gas ( 공칭 100% Methane) 129 표 45 K-Gas ( 공칭 88% Methane) 129 표 46 G25 Low Gas ( 공칭 86% Methane) 130 표 47 J-Gas ( 공칭 85% Methane) 130 표 48 J-Diesel ( 공칭 53 Cetane, B0) 131 표 49 E-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B5) 132 표 50 K-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B5) 133 표 51 E-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B7) 134 표 52 도로주행저항설정절차 136 표 53 시험차량프리컨디션절차 141 표 54 차량소킹절차 142 표 55 배출가스시험절차 144 표 33 전기차, 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차의 WLTC 주행모드 154 표 34 하이브리드자동차 RCB 보정기준

7 < 그림차례 > 그림 1 자동차온실가스배출수준규제동향 9 그림 2 미국, 유럽및일본의자동차인증제도동향 10 그림 3 배출가스규제국제표준화방향 10 그림 4 UN-ECE WP. 29 조직도 11 그림 5 WLTP 인증주행모드인 WLTC 11 그림 6 주행모드별 rpm-load 운전영역비교 11 그림 7 국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 개발그룹의조직도 13 그림 8 국제표준주행모드 (WLTC) 개발단계개념도 14 그림 9 국가별저속, 중속, 고속및초고속구간의차속-가속도분포데이터 15 그림 10 각주행모드구간에설정된국가별교통량에비례한가중계수 16 그림 11 일본 JC08 모드와 WLTC 모드의상관관계 18 그림 12 JC08과 WLTC 시험결과상관관계 20 그림 13 NEDC에서 WLTP 로의변경이 CO 2 규제치에미치는영향 25 그림 14 NEDC, WLTC 주행시차량운전영역 ( 차속및가속도 ) 과실도로주행조건비교 26 그림 15 NEDC와 WLTC 주행패턴특성비교 27 그림 16 FTP-75 및 US06과 WLTC 주행패턴특성비교 27 그림 17 모드및평균차속에따른경유차량배출수준및평균 28 그림 18 모드별 NOx 배출량비교 28 그림 19 NEDC, CADC, WLTC 25 시험에서 NOx 배출량결과 30 그림 20 NEDC 및 WLTC 25 와 7 조건시험에서 NOx 배출량 30 그림 21 WLTC 25 시험중디젤차량들의초기냉간시 NOx 배출누적량 31 그림 22 디젤승용차배출가스시험모드와실도로 NOx 배출수준비교 31 그림 23 디젤승용차 NOx 저감후처리장치 32 그림 24 디젤승용차 NOx 배출수준저감을위한후처리장치개요 33 그림 25 디젤승용차의차급별 de-nox 시스템적용방안 33 그림 26 WLTP-06-28e 에따른 Worldwide Round-robin test 일정 34 그림 27 시험차량 36 그림 28 EURO6 대응사양경유승용차량배출가스측정장비 37 그림 29 목표대기온도 23 WLTC 시험결과 39 그림 30 목표대기온도 14 WLTC 시험결과 42 그림 31 목표대기온도 -7 WLTC 시험결과 43 그림 32 시험온도별 WLTC 배출물및 PN 측정결과비교 45 그림 33 목표대기온도 23 NEDC 시험결과 46 그림 34 목표대기온도 14 NEDC 시험결과 48 그림 35 목표대기온도 -7 NEDC 시험결과 49 그림 36 시험온도별 NEDC 배출물및 PN 측정결과비교 50 그림 37 NEDC 대비 WLTC 배출물질및연비시험결과비교 52 그림 38 시험사이클별배출가스및 PN 측정결과 53 그림 39 HWFET 및 US06 시험결과비교 53 그림 40 WLTC 주행중재생발생

8 그림 41 3월 11일시험중 (a) DPF 재생시작및 (b) DPF 재생중 NOx 농도거동 56 그림 42 차량비출력 (power to mass ratio) 과최대속도에따른차량구분 60 그림 43 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low1) 구간 61 그림 44 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium1) 구간 61 그림 45 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low2) 구간 69 그림 46 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium2) 구간 69 그림 47 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High2) 구간 70 그림 48 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high2) 구간 70 그림 49 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low3) 구간 83 그림 50 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium3-1) 구간 83 그림 51 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium3-2) 구간 84 그림 52 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High3-1) 구간 84 그림 53 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High3-2) 구간 85 그림 54 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high3) 구간 85 그림 55 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의중속 (Medium1) 구간 105 그림 56 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high2) 구간 107 그림 57 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high3) 구간 108 그림 58 직사각형형태의냉각팬출구 132 그림 59 원형의냉각팬출구 132 그림 60 전기차및하이브리드자동차배출가스시험절차개요 143 그림 61 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드및충전모드시험순서 145 그림 62 외부충전방식하이브리드자동차의이용률에관한사항 146 그림 63 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드시험시 RCB 프로파일 149 그림 64 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드시험전충전모드시험 RCB 프로파일 150 그림 65 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차의충전모드시험시 RCB 프로파일 151 그림 66 순수전기차전기항속거리및전기에너지소비량시험시 RCB 프로파일

9 제 Ⅰ 장과업수행개요 1. 연구의추진배경및필요성 1.1. 연구배경및필요성 자동차배출가스중유해물질에대한규제는주요기체상배출물질인 HC, CO 및 NOx와연소과정에서생성되어배출되는나노미터단위입경의입자상물질의중량및개수를대상으로하고있다. 대기오염및인체위해성이있는유해물질의저감을목적으로최근자동차배출가스규제는점차강화되는추세이며, 지구대기내온실가스기여도가매우큰자동차배출이산화탄소문제및고유가정세에따른소비자의요구와그에따른연비규제등의각종정책의효과로자동차공인연비또한점차개선되고있다. 그림 1 자동차온실가스배출수준규제동향 자동차배출가스및연비인증과사후관리등제작차대상관리는자동차업계의매우핵심적인사항중하나이며, 미국 유럽 일본등은자국의도로사정과운전자의운전습관등의다양한특성을반영한자동차인증및사후관리제도를개발및시행운영하고있다. 최근이러한자동차인증제도의핵심사항인주행모드가국내외도로주행조건을적절히반영하지못하여실도로주행여건과다소상이하다는점이지적되어왔으며, 이에따라세계주요국가의도로주행여건을반영한국제표준자동차인증제도를개발하려는활동이이루어지고있다

10 그림 2 미국, 유럽및일본의자동차인증제도동향 이에대한연구개발은국제연합유럽경제위원회 (UN-ECE; United Nations Economic Commission for Europe) 의 WP. 29(World Forum for Harmonization of Vehicle Regulation) 에서자동차관련규정의표준화활동을통해주도적으로이어오고있으며, 산하자동차배출가스및에너지분과 (GRPE; Group of Pollution and Energy) 에서인증모드와기술적절차를포함한환경및에너지관련자동차규제안을논의하고있다. 이륜차, 대형상용엔진, 비도로장비등의배출가스에관한사항은환경규제기술관련규정 (GTR; Global Technical Regulation) 이제정완료된상태이며, 승용차및 Light-duty 차량에대한국제표준인증시험모드및절차에관한사항은 2007년 11월 WP. 29 총회에서일본의제안으로시작되었다. 승용차및 Light-duty 차량에대한국제표준인증시험절차는 2014년 5월, GTR No.15 WLTP(Worldwide Harmonized Light-duty vehicle Test Procedure) 로서발표되었다. 그림 3 배출가스규제국제표준화방향 한국, 미국, 일본, 유럽, 인도에서각국차량주행데이터및국가별교통량을고려한가중계수 를적용하여기존인증모드대비실제도로주행여건을폭넓게반영하는것을목적으로국제

11 표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 을개발하였으며, 그결과실제도로주행데이터와가장 유사한분포를가지는주행모드인 WLTC(Worldwide Harmonized Light-duty vehicle Test Cycle) 가 개발되었다. 그림 4 UN-ECE WP. 29 조직도 그림 5 WLTP 인증주행모드인 WLTC 그림 6 주행모드별 rpm-load 운전영역비교

12 현재제시된 WLTC는 Low, Middle, High, Extra-high 등평균차속에따라 4개의구간 (Phase) 로구성되어있으며, 시험차량의차급 (Class) 에따라다른조합의구간으로구성된주행모드가적용된다. 또한적용국가의필요및의사에따라 Extra-high 구간은제외가능하다. 유럽은기존에소형차인증모드및절차로사용하던 NEDC(New European Driving Cycle) 를폐기하고향후 2016년부터유럽자동차대기오엽물질및이산화탄소인증제도에 WLTP를도입할계획이다. 국내소형차인증모드및절차는경유승용차량을대상으로유럽의규제기준을도입해온만큼, 향후국내에 WLTP 인증제도의도입이예상된다. 현재가솔린, LPG 및경유차량에대해미국과유럽의제도를혼합하여사용중인것을고려하여통합시험방안으로써활용될가능성에대한검토역시필요할것으로판단된다. WLTP는인증대상차량의범위와구분, 주행모드및절차, 배출가스측정과계산및보정방법등많은부분에서현행 NEDC와상당부분상이한것으로판단되며, 이는보다실도로주행여건에가까운시험을수행하기위한목적으로유해배출가스및이산화탄소배출을저감하기위한규제의실효성을높이고소비자에게보다정확한정보를전달하기위한것으로보인다 연구동향 1958년, 유럽의독일의제안으로체결된 1958 협정 으로자동차배출가스기준에대한유럽내표준기술규정및상호인증제도가처음으로생겨났다. 1995년부터는유럽이외의다른국가에도이러한협정을확대적용하기시작했으며, 안전및환경과관련한 127개의인증규정이제정되었다. 주로유럽의인증규정으로활용되어왔으며, 한-EU FTA를계기로국내에는소형경유차량, 대형차, 건설기계및이륜차의배출가스및소음규정에대하여도입하였다. 1998년에는유럽, 미국, 일본, 한국, 중국및인도가참여하여미국의제안으로 1998 협정 을체결하였으며, 1958 협정과유사하나상호인증을제외하고표준기술규정에대한제정을목표로안전및환경과관련한 15개기술규정 (GTR) 을세웠다 협정과의한가지차이점은상호인증을제외하기때문에협정국의인증규정은각국가에따라다르게적용할수있으며, 이러한절차에대하여협정국과의사전논의를통해서결정할수있도록허용하는점이다. GTR이재정된후 UN-ECE에서는 WP. 29 총회를통하여 1998 협정이 1958 규정에반영될수있도록조치하고지속적으로 GTR 재개정을주도하였다. 같은협정국인일본은 GTR 재개정에적극적으로참여하여자국인증규정으로도입하고자하는태도를취했으나, 미국의경우재개정에는참여하였으나자국의인증규정으로써도입하는것에대해서는소극적인자세를유지하고있다. 이러한주요협정국의의사및태도는한국, 중국및인도등의다른협정국에영향을미치고있으며, 국내의경우유럽의인증규정에따라경유승용차량및중장비를대상으로배출가스규제를도입해왔다. 국가별환경관련자동차배출가스규제는주로 UN-ECE의인증제도를도입하고있는추세이다. 유럽, 중국, 한국, 인도및태국등이 UN-ECE의규제를도입하였으며미국, 캐나다및멕시코등은미국의 US-CFR 규제를도입하여사용하고있다. 일본은현재자국규정을통해서환경관련자동차인증제도를시행하고있으나향후 UN-ECE의인증제도를도입할것으로공표하였다. 한국자동차산업협회및델파이의조사자료에따르면국가별신차등록대수를기준으로볼때 UN-ECE : US-CFR = 6.5 : 3.5 수준의비율을유지하고있다. 미국의자동차배출가스인증제도는 LA 시내주행여건을기반으로 1972년개발된 FTP-72 모드를시행하다가 1975년 FTP-75 모드로개선하여시행되었고, 1990년 Clean Air Act 개정을계기로 EPA에서는실제도로의주행여건을더욱반영하기위하여고속, 초고속및급가속을포함한보다가혹한운행특성을반영하기위해 US06 모드와 SC03 모드를개발하였다. 이를통하여기

13 존의 FTP-75 모드기반의인증제도를 SFTP(Supplemental Federal Test Procedure) 로전환하여 FTP-75모드, Cold FTP-75(-7 ) 모드, HWFET 모드, US06 모드및 SC03 모드의 5-cycle 평가방법을채택하여시행하고있다. 2000년제작년도차량부터이러한제도가적용되며, 유럽과는차별화된미국만의인증제도를운영해오고있다. 유럽에서는인증제도로활용되는 NEDC 주행모드가실제도로주행에서나타나는주행여건을반영하는데한계가있다는연구결과가다수제시되었으며, 이에따라실도로규제배출가스및연료소모율을측정하고자하는연구가진행되었다. 2007년부터 2010년까지는 PEMS를이용하여소형차의실제도로주행배출가스특성을평가한바있다. 이러한연구를통하여제조사에서주행모드조건에맞추어차량을 Mapping 해온사실을확인하였으며, 특히경유차량의 EGR의작동이인증주행모드의시험온도를비롯한주행조건을벗어나자차단되는것을확인하였다. 유럽에서는자동차인증제도의실효성을재고하기위하여배출가스규제의국제표준화를비롯하여실도로주행특성을평가해야한다는주장을제기해왔다. 2007년도 WP. 29 총회에서일본은국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 에대하여최초로제안하였으며, 3년간의논의를거쳐 2009년 6월 GRPE 회의에서미국, 유럽집행위원회 (EC) 및일본이주도적으로공동로드맵을제안하였다. 그에따라진행되어온배출가스측정방법의표준화연구는총 3단계로나누어추진되고있다. 배출가스측정방법의가장핵심이되는주행모드와시험절차에대한사안이 1단계로써 2014년 3월에최종확정하는것을목표로진행되었다. 그림 7 국제표준소형차배출가스측정방법 (WLTP) 개발그룹의조직도 DHC(Development of Harmonized test Cycle) 그룹은유럽, 미국, 일본, 한국및인도의실제도로주행데이터를측정하고분석하여 2013년 1월, 국제표준주행모드 (WLTC) 개발을완료하였다. DTP(Development of est Procedure) 그룹은기존내연기관자동차 (Lab-Process), 전기및하이브리드자동차 (E-Lab-Process), 미량유해물질 (Additional Pollutant) 및입자상물질 (PM-PN) 측정방법개발그룹으로세부적으로나뉘어있으며, 2013년 1월 WLTC와함께국제표준시험방법의초안을발표하였다

14 그림 8 국제표준주행모드 (WLTC) 개발단계개념도 그림 8은 DHC 그룹의국제표준주행모드 (WLTC) 를개발단계를나타낸다. 유럽, 미국, 일본, 한국및인도의국가별도로주행데이터를수집하여주행조건에따라서가중계수를두어통계적처리를하고, 이를통하여각국가별및주행조건별차속-가속도분포를구한다. 도로유형에따라서주행데이터는도시, 교외및고속도로로구분되며, 다시저속, 중속, 고속및초고속단계로세분화된속도분포로재구성된다. 이분포는차량의차급에따라다르게분류되며, 차량의차급은해당차량의시험중량과최고출력에따라결정된다. 그림 9는국가별저속, 중속, 고속및초고속구간의차속-가속도의분포를나타낸다. 국가별특징을살펴보면, 저속구간에서는국가별로큰차속-가속도분포의차이가없는것으로보이나, 초고속구간의경우국가별로다소상이한데이터를나타내고있다. 유럽의경우독일의아우토반고속도로를포함하여비교적규정속도가높은도로유형을가지고있어초고속구간에서다소넓은영역의차속-가속도분포를보여주고있다. 미국과일본또한유사한분포를보였으나보다좁은영역으로나타났다. 한국은가장좁은영역의초고속구간의차속-가속도분포를보였으며, 인도는자국의자동차법규상초고속구간으로분류되는차속이허용되지않아도로주행데이터가부족한것으로나타났다. 우리나라의주행패턴의경우, 교통환경연구소와아주대학교가공동으로수행한결과에따르면도심지역은잦은정체등으로주행상태당평균주행속도가낮고 ( 약 17km/h), 지속시간또한짧은것으로나타났으며, 교외지역은교통량및신호등밀도가도심지역에비해상대적으로낮은특성등으로주행상태당평균주행속도가약 32~34km/h로나타났고지속시간또한길게나타났다. 자동차전용도로는평균주행속도가시간대에따라 55~60km/h, 평균지속시간은약 350~400초내외인것으로나타났다. 각유형별주행패턴차이를통계적으로검증한결과, 자동차전용도로의시간대별주행패턴차이는 ~ 로나타나, 타유형간차이에비해상당히높은수준으로나타났다. 이를통해, 시간대차이에기인한교통량의차이는주행패턴에큰영향을미치는것으로확인되었다. 그리고도로종류에따른주행패턴의경우, 첨두시와비첨두시모두자동차전용도로와도심 교외지역사이에 ~ 로큰차이가있는것으로나타나, 신호및기하구조등의도로특성은주행패턴에큰영향을미치는것으로확인되었다. ( 소형차배출가스시험방법국

15 제표준화를위한국내주행패턴연구대한교통학회지제 30 권 2012 년 2 월 ) 그림 9 국가별저속, 중속, 고속및초고속구간의차속 - 가속도분포데이터 그림 10은각주행모드구간별로설정된국가별교통량에비례한가중계수를나타낸것이다. 국가별로교통량에비례한가중계수를적용하여차속-가속도분포를통계적으로 Chi-square 방법으로처리하여취합한후, 이를바탕으로가능한 Short trip 조합을생성한다. 생성된 Shot trips의분포를조합하여다양한주행모드를개발하였으며, 이중에서가장실도로주행여건을가장잘반영하는주행모드로써 WLTC가개발되었다. WLTC는차량의중량대비출력으로구분되는차급별로 Class 1, Class 2, Class 3에따라다른주행모드가있다. DHC 그룹은각협정국의도로주행여건과차량제조사에서생산한차량들의성능을파악하여, 신규주행모드인 WLTC를추종하지못하는차량에대하여다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드를설계하고협정국의조건과의사에따라초고속구간을제외하는방안을제시하였다. DTP 그룹은현행 NEDC 인증제도가실제도로에서운전자가주행하는여건을제대로반영하지못하고있으며, 또한실험실내에서측정하는측정방법이자동차제작사에게유연성을제공하여유해배출가스및연료소비율규제의본래역할을하지못하고있다고판단하였다. 따라서타행주행방법, 도로주행저항설정방법, 차량중량설정방법, 기어변속시점, 시험온도조건, 타이

16 어마모상태및공기압조건등에있어서더욱상세하고엄격한규정을포함하여자동차인증 제도의실효성을높이는데주력하였다. 그림 10 각주행모드구간에설정된국가별교통량에비례한가중계수 유럽은현행자동차배출가스인증제도인 NEDC 주행모드를폐기하고, 향후 WLTP로대체할것으로공표하였다. 2016년까지현행인증제도를유지하고, 2016년이후 WLTP를단계적으로도입하여이에따라자동차배출가스및연비에대한규제기준을재개정할것으로판단된다. 국내소형경유차량의경우대기오염물질및연비규제에유럽과미국의제도를혼용하고있는데, 향후경유승용차량표준인증제도로써 WLTP 도입에대한검토가필요한실정이다. 표 1 및그림 11은 2012년및 2013년, 일본교통안전환경연구소에서수행한일본의 JC08 모드와향후경유승용차량인증제도에도입할계획인 WLTC 모드의규제치에대한검증업무의일환으로써, 일본내자국인증모드와 WLTP 모드의시험결과및상관관계를나타낸것이다. 표 1 은가솔린시험차량의 10 15, JP08 및 WLTC 모드에서시험한배출가스및연비측정결과를나타내고있다. 전체적으로 Cold 조건에서 Hot 조건보다 HC, CO 및 NO X 배출량이증가하는경향을보였으며, 연비는다소악화되는결과를보이고있다. 모드별로는일본내자국모드에비해서 WLTC 모드에서배출가스배출량및연비측정결과가악화되는것을확인할수있으며, 이는 WLTC 모드가기존의일본의자동차유해배출물질및연료소모율인증제도에비하여더욱엄격하게강화된규제임을나타낸다. 그림 11에사용된시험차량은총중량 3.5톤미만의가솔린및가솔린하이브리드차량 4대와경유차량 1대로총 5대이며, JC08 모드와 WLTC 모드에서배출되는규제배출가스및연료소비율에대하여측정하였다. 그림에서실선은 JC08 모드와 WLTC 모드에서의배출량및연비가서로 1:1이되는영역을표시한것이다. CO 및 NMHC, NOx의각배출가스성분은 WLTC에서보다많이배출되는경향을보였으며, 연비는유사한수준을나타냈다. 이러한상관관계에대하여교통안전환경연구소측은측정된 JC08 및 WLTC 모드의배출가스배출량의차이가엔진냉간운전상태와완전예열운전상태의가중치, 실험사이클내에서가감속도, 평균속도및최고속도등의차이, 그리고차량의시험중량설정법등의차이로인한것이라분석

17 하고있으며 JC08 대비, WLTC 의영향도인자가큰상세차이점은아래에기술하였다. 표 3 일본 10 15, JP08 및 WLTC 주행모드시험시가솔린차량배출가스및연비측정결과 주행모드 난기 상태 등가관성 중량설정 드라 이버 실험 회수 CO g/km HC g/km NOx g/km 연비 km/l 모드 Hot TRLAS A 모드 Hot WLTP A JC08 모드 Cold TRLAS A JC08 모드 Hot TRLAS A JC08 모드 Cold WLTP A JC08 모드 Hot WLTP A WLTP(Class3 Version 5.1) Cold TRLAS A WLTP(Class3 Version 5.1) Hot TRLAS A WLTP(Class3 Version 5.1) Cold WLTP A WLTP(Class3 Version 5.1) Hot WLTP A WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 95km/h) WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 95km/h) WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 90km/h) WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 90km/h) WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 85km/h) WLTP(Class3 Version 5.1 최고속도 : 85km/h) Cold WLTP A Hot WLTP A Cold WLTP A Hot WLTP A Cold WLTP A Hot WLTP A WLTP(Class3 Version 5.1) Hot WLTP B WLTP(Class3 Version 5.1L, M, H만 ) WLTP(Class3 Version 5.1 아이들스톱 ) Hot WLTP A Hot WLTP A

18 그림 11 일본 JC08 모드와 WLTC 모드의상관관계 1 시험사이클 - WLTP의시험사이클은차량의최고출력과공차중량의비인 PMR(Power Mass Ratio) 과최고속도에따라적용되는사이클이다르다. 일본에서인증을받고있는輕 中量車에서는극히일부의경차동차가 Class 2에해당되는외에거의모든차량이 Class 3에분류되고있다. Class 3에서도차량의최고속도가 120 km/h 미만인 Class 3a와그이상인 Class 3b로나뉘어져, Class 3a에해당하는차량은 Low3, Medium3-1, High3-1, Extra High3의 4 phase, Class 3b의차량에는 Low3, Medium3-2, High3-2, Extra High3의 4 phase가적용된다. 한편, Extra High3의 4 phase는사이클의최고속도가 130 km/h에달하기때문에각체결국에선택이맡겨져있으며, 일본에서는 Extra High Phase를제외한 3 phase를대상으로평가하는방향이검토되고있다. 특히 JC08 모드는일본의주행실태를반영하여, 발진정지가많은도시내주행을중심으로구성되어있음에대하여, WLTC는일본에비해교외나고속도로에서의주행빈도가높은실태가반영된시험사이클이다. 이에따라 WLTC는 JC08 모드에비해최고속도가높고, 고속주행하는시간이길며, 공회전시간비율이반감하여평균속도가 1.5배높은특징이있다. 그리고 JC08 모드는전체 1,204초내에 11개의 Short trip이설정되어있는반면, WLTC에서는 Extra High3 Phase를제외한

19 1,477 초내의 Short trip 수는 7 개에불과하여, 발진정지의빈도도적은차이가있다. 2 시험차량의중량 - 현행시험법에서는차량공차중량에승객 2명상당의 110 kg를추가한것을시험차량의중량으로하여정해진등가관성질량을차대동력계에설정하도록규정하고있다. 한편, WLTP에서는차량의승차정원이나적재능력을고려한중량을설정하도록하고있다. - 이에따라승차인원이많은차량이나최대적재량이큰화물차에서는차대동력계에설정하는중량이현행시험법에비해크게증가하여, 가속페달을보다많이밟은상태에서주행할필요가있음. 참고로, WLTP에서 vehicle H로정의되는차량사양 ( 동일파워 드라이브트레인을탑재한차량중에서도중량등주행저항에영향을미치는요소에관하여시험사이클을주행하기위한일량이최대로되는사양 ) 을대상으로한시험자동차중량 TMH(Test Mass for vehicle H) 의산출식은아래와같으며, 금번의시험에서는 TMH를 WLTP의시험자동차중량으로설정하였다. TMH = (the mass in running order) + 25 kg + (the mass of the optional equipment of vehicle H) + (the mass of representative of the vehicle load)... (1) 여기에서, the mass in running order : 공차중량에운전사 1명상당의 75 kg을더한중량 25 kg : 수화물을상정한중량 the mass of the optional equipment of vehicle H : 공차중량에포함되지않는옵션장치의중량 the mass of representative of the vehicle load : 최대허용중량에서상기 3가지중량을제외한값에적재율 ( 승용차 15%, 화물차 28%) 을가한중량 3 냉간상태의영향도 - 시험방법에있어서, 현행시험법에서는냉간상태에서시험을개시하는 Cold start 시험과난기상태에서시험하는 Hot start 시험을행하여, 가중치 (CS : 0.25, HS : 0.75) 를주어조합한값을그차량의배출가스와연비값으로하였다. 한편, WLTP에서는 Cold start 시험만으로평가하고있으며, 각각의주행거리의차이를고려한다해도, 배출가스와연비에나쁜영향을미치는냉간상태의영향이커진다고할수있다. 따라서, 시험개시직후의냉간시동에서의성능이종래이상으로중요해질것으로예측된다. 종합적으로현행 JC08 대비, WLTC 주행모드와의차이는다음과같이요약할수있다. WLTP와현행시험법의주요차이로서, 시험사이클, 시험차량중량, 냉간상태의영향도를들수있으며, 이들은시험결과에크게영향을미치며. WLTP의배출가스성능은현행시험법에비하여대체적으로배출증가의경향을나타내다. WLTP에서는시험개시직후의배출이사이클전체값에크게영향을미치기때문에냉간시동시의배출가스대책이아주중요해지고있다. 또한, 일부차량에서는고속주행이나이에달하는가속에서의공연비농후제어에의한 CO 배출이문제가되고있다. WLTP와현행시험법의연비는그림 xx와같이유사한수준을보이고있는차량이대부분이나경화물차나하이브리드와같은저연비차의일부에서는악화경향을나타내고있다

20 그림 12 JC08 과 WLTC 시험결과상관관계 ICCT(The International Council on Clean Transportation) 에서 2014년에발표한연구자료는 EU 의차기자동차인증시험법이표시연료소비율에미치는영향에대하여분석하였다. 현행 NEDC 와차기 WLTP 인증제도의차이점을분석하고, 이러한차이점이연료소비율과어떠한상관성을갖는지에초점을맞추어분석하였다. 표 2는 NEDC 대비 WLTP에서상세하게규정하고있는시험규정항목별 CO 2 배출량에대한영향을분석한결과이다. 주행모드, 기어변속시점, 시험중량설정방법및시험온도의변화에따라 CO 2 배출량은크게변할것으로분석하였다. 반면주행저항설정방법을비롯한기타시험규정의차이는큰영향을주지않을것으로예측되었다

21 표 4 NEDC 와 WLTP 시험규정차이에따른 CO 2 배출량영향도분석 항목 NEDC (EURO6) EU WLTP WLTP 대응위한고려여부 TEST CYCLE ( 시험사이클 ) 주행사이클 NEDC WLTC YES 모드변경 변속패턴 ( 수동변속기용 ) 기어단수지정차량별상이 YES 모드변경에의한사항 ROAD LOAD DETERMINATION ( 주행저항판정법 ) 타이어종류및사 이즈 타이어트레드상태 순정타이어중 worst. ( 구름저항수치가 3 가지이 상일 경우두번째로저항이큰 타이어 ) 3,000km 이상주행 또는트레드 50-90% 차량별상이 ( 모델, 등급별출고사양 장착 ) 트레드 % NO NO 동등수준 (NEDC 가다소엄격 ) 동등수준 타이어준비상태규정없음예열및에이징금지 NO 동등수준 타이어공기압규정없음사용자권장압력 NO 동등수준 휠얼라인먼트 Toe 및 Camber 규정없음판매차량과동일상태 NO 동등수준 공력특성 worst case 로규정 ( 가변식부품규정없음 ) 차량별상이, 테스트중가변식부품은 작동 NO (NEDC 가다소엄격 ) 동등수준 브레이크규정없음조작금지 NO 동등수준 (NEDC 가다소엄격 ) 계산절차개선필요개선됨 NO NEDC 규정보완필요 웜업 규정없음 TEST TEMPERATURES ( 시험온도조건 ) 118kph 에서 20 분이상주 행 NO CO 2 영향미미함 소킹챔버 / 23 YES/NO 23 에서 CO 2 영향미미 시험셀 / 23 YES/NO 23 에서 CO 2 영향미미 VEHICLE MASS ( 차량중량 ) 시험중량 공차중량 + 100kg 공차중량 +100kg+ 부가장비 + 화물 주행저항차량 class 별지정값차량실주행저항반영 NO 회전중량 ( 휠 ) OTHER ( 기타 ) 도로주행차량관성시뮬레 이션 값 1 축다이나모미터의경우 +1.5% 가산 YES NO 규정변경 Fleet average CO 2 영향 미미 동등수준 차량에이징 3,000km 이상 3,000km 15,000km NO CO 2 영향미미 Pre-con. 사이클 디젤 : EUDC 3 회 가솔린 : UDC 1 회, EUDC 2 회 ( 선택사항, PFI 만해당 ) WLTC NO CO 2 영향미미 배터리충전상태규정없음측정전배터리충전금지 NO 동등수준 하이브리드차시험 법 4 륜구동차량 규정없음 미정 NO 논의중 1축다이나모미터사용가능 2축다이나모미터사용 NO CO 2 영향미미

22 Ricardo 社에서는차량및동력전달시스템을모델링하였으며, 해당차종에적용되는기술및해당차급의 NEDC 및 WLTC 주행모드에대한 CO 2 배출량을매개변수로변환하여데이터가시화도구 (DVT, Data Visualization Tool) 을개발하였다. DVT를사용하여차량가상시험을수행하였으며, NEDC-WLTC CO 2 배출량변환계수 (WNQ; WLTC-NEDC Quotient) 를산정하였다. WNQ는 NEDC 모드에서의 CO 2 배출량대비 WLTC 모드에서의 CO 2 배출량의비율을나타낸것으로, 다음의수식으로계산한다. 표 5 Ricardo DVT 차량시뮬레이션에의한 NEDC-WLTC 변환계수 (WNQ) 세그먼트 연료 엔진 직분사 자동변속기 SS+ ADV 하이브리드 WNQ small (B) petrol 1.5L, 83kW 0.95 small (B) petrol 1.5L, 82kW 1.04 small (B) petrol 0.7L, 72kW 1.14 small (B) petrol 0.6L, 59kW 1.16 small (B) diesel 1.2L, 59kW 0.95 small (B) diesel 1.2L, 59kW 1.04 small (B) diesel 1.1L, 69kW 1.04 medium (C) petrol 2.0L, 88kW 0.93 medium (C) petrol 2.0L, 86kW 0.96 medium (C) petrol 0.8L, 76kW 1.12 medium (C) petrol 0.6L, 62kW 1.12 medium (C) diesel 1.6L, 97kW 0.98 medium (C) diesel 1.6L, 75kW 1.01 medium (C) diesel 1.3L, 77kW 1.00 large (D) petrol 2.4L, 118kW 0.90 large (D) petrol 2.4L, 118kW 0.98 large (D) petrol 1.0L, 101kW 1.10 large (D) petrol 0.8L, 83kW 1.11 large (D) diesel 2.0L, 122kW 0.89 large (D) diesel 2.0L, 122kW 1.03 large (D) diesel 1.7L, 105kW 0.99 SUV (J) petrol 2.4L, 128kW 0.94 SUV (J) petrol 2.4L, 128kW 1.00 SUV (J) petrol 1.1L, 110kW 1.13 SUV (J) petrol 0.9L, 90kW 1.13 SUV (J) diesel 2.2L, 131kW 0.90 SUV (J) diesel 2.2L, 131kW 1.02 SUV (J) diesel 1.8L, 109kW 1.02 SS+=start-stop+ 개선알터네이터 + 회생제동 ; ADV=advanced 2020/2025 tech. package 표 3은시험차량의차급, 연료, 엔진및적용된요소기술에따른 WNQ를나타낸결과이다. WNQ는 1을기준으로 1보다큰값이면 NEDC 대비 WLTC에서 CO 2 배출량이더많으며, 1보다작은값이면 NEDC 대비 WLTC에서 CO 2 배출량이더적은것으로해석할수있다. Ricardo의시뮬레이션결과는하이브리드차량보다기존내연기관차량의 WNQ 값이더작은것을나타내고있으며, Start-stop 시스템, 회생제동시스템및개선된알터네이터를사용하는차량이약 1.0정도로높은 WNQ 값을나타내고있는것을확인할수있다. 본결과에서는표시하지않았으나, 시뮬레

23 이션에사용한차량모델가운데모든자동변속기차량은수동변속기차량에비해높은 WNQ 값을나타냈다. 이러한시뮬레이션결과는상기한 NEDC와 WLTP 시험규정및주행모드의차이에기인한것으로판단된다. AVL 社또한 Ricardo와유사하게차량가상시험을수행하였으며, 분석대상은신차등록대수의약 30% 를차지하는가장수요가높은차량부문인 C-부문 ( 중형차 ) 으로만제한하였다. AVL은유럽의주요제조사인 15개의차량, 트럭및버스제작사조직인 EUCAR(European Council for Automotive R&D) 과의협업을통하여일반적인수동변속기파워트레인시스템부터가솔린및디젤하이브리드시스템차량에대한모델링으로시뮬레이션을수행하였다. 표 4는 AVL에서수행한차량시뮬레이션에의한차급, 연료, 엔진및적용된요소기술에따른 WNQ를나타낸결과이다. AVL의시뮬레이션결과에따르면기존의파워트레인차량의 CO 2 배출은 1보다작은 WNQ 값을나타내며, Ricardo의결과와유사하게 Start-stop 시스템, 회생제동시스템및개선된알터네이터를사용하는차량이보다높은 WNQ 값을나타내고있다. 가솔린및디젤하이브리드차량또한본시험결과에따르면 WLTC에서배출되는 CO 2 배출량이 NEDC 대비약 7-8% 더높을것으로예측된다. 표 6 AVL 차량시뮬레이션에의한 NEDC-WLTC 변환계수 (WNQ) 세그먼트 연료 엔진 직분사 자동변속기 SS 하이브리드 WNQ medium (C) petrol 1.4L, 75kW, 4cyl medium (C) petrol 1.4L, 75kW, 4cyl medium (C) petrol 1.2L, 85kW, 3cyl medium (C) petrol 1.2L, 85kW, 3cyl medium (C) petrol 1.0L, 70kW, 3cyl. medium (C) diesel 1.6L, 85kW, 4cyl medium (C) diesel 1.6L, 85kW, 4cyl medium (C) diesel 1.6L, 85kW, 4cyl WLTP는 NEDC와대비하여기존의시험차량중량에서선택사양의중량과적재중량을고려하여시험차량중량으로설정하고있다. 이러한수정된절차로인해 WLTP 시험시 NEDC 대비차량의평균중량이증가하였으며, 이로인해 CO 2 배출량이증가하는효과가있을것으로예측된다. 이러한효과를정량화하기위하여차량에부가되는선택사양의중량의평균중량을파악할필요가있으며, 유럽의주요제조사의승용차량데이터분석을통해유럽의차량에평균적으로부가되는선택사양의중량이약 175kg인것으로파악하였다. 그러나모든차량에선택사양이적용되는것은아니므로, 차량판매데이터를기반으로가중치를두어차량의데이터를상세히분석한결과, 총선택사양의약 40% 가판매되고있는것으로확인하였으며분석결과를종합하여 WLTP 에서시험차량중량에부가되는선택사양의중량을 70kg으로설정하였다. 또한 WLTP 모드에서는시험차량중량에차량의최대적재중량의 15% 를추가적으로부가하고있다. 이에따라시험차량의중량에부가되는적재중량은다음의식으로계산된다 년을기준으로기술적으로가능한차량의최대적재중량은평균 1,860kg 이었으며, 차량의 주행시평균중량은 1,400kg 이었다. WLTP 인증제도에서는선택사양과적재중량을더하여평 균약 125kg 의시험중량이증가하여 NEDC 모드대비약 8.8% 시험중량이증가할것으로예측

24 된다. 시험차량의중량이 10% 증가할때 CO 2 배출량이약 4% 증가하는것을감안할때, WLTP 인증제도의중량변화로인해연비및 CO 2 배출량은약 3.5% 변화할것으로판단된다. UN-ECE 는더욱현실적인시험차량중량설정을위하여시험시동일차종가운데주행저항이가장적은차량과가장큰차량을시험하여이외의다른모든차량에대한 CO 2 배출량을보간법으로결정하는방식을채용하였다. 차량의냉시동시에차량이예열되기까지의초기몇 km의주행구간에서차량의규제배출가스배출량및 CO 2 배출량은일반운전조건에비하여다소높은수준을나타낸다. 일반적인운전영역에서엔진의냉각수와윤활유의온도는각각 90 및 110 부근의온도를유지한다. 차량의냉시동시에는냉각수및윤활유온도가주변의대기온도혹은차량소킹조건과동일한수준을나타내기때문에, 일반운전영역에비하여마찰로인한동력손실과촉매의활성화에걸리는시간이필요하다는점으로인해유해배출가스배출량및연료소모율에가장큰영향을미치는엔진운전영역으로볼수있다. 냉시동시에규제배출가스및 CO 2 배출량이증가하는효과는주로시험시작시의온도조건과총주행거리에의해영향을받는다. 낮은대기온도조건에의해서배출가스배출량이증가할수있으나, 총주행거리가길수록높은온도의일반운전조건에서의배출가스배출량과함께평준화되어냉시동효과가줄어들게된다. NEDC 인증절차에서는시험온도조건을 20 에서 30 내외로규정하고있어제작사측에서는보다유리한온도조건으로시험하기위해최대한높은온도조건에서시험해온것으로확인되었다. 그러나 WLTP 인증제도에서는시험온도및소킹온도조건을 23 를기준으로 ±5 내외로규정하고있다. 유럽은유럽의평균적인대기온도가이보다낮다는점을주장하여시험온도를 14 로변경할것을제안한바가있다. 지역별로대기온도가서로다르며, 이러한온도조건을고려하여각협정국에의사에따라시험온도를변경할수있도록유연성을줄것인지에대하여는의견이분명하지않다. NEDC 및공표된 WLTP 인증절차에따르면 23 에서시험을수행하나, 만일 14 로시험온도가수정될시냉시동에의한효과는더가중될것이다. NEDC 모드를기준으로시험온도에따른 CO 2 배출량에대한연구결과를참고하면, 14 에서의 CO 2 배출량은 23 대비약 4.5% 증가할것으로예측된다. 다음으로총주행거리는 NEDC 모드대비 WLTC 주행모드의주행거리가 2배이상길고, 이에따라냉시동효과가줄어들것으로보인다. 주행거리에의한 CO 2 배출량에대한냉시동효과는다음의수식으로보간하여구한다. Delta CO 2 WLTC [%] = Delta CO 2 NEDC [%] km / km 위의식으로계산된 WLTC 모드에서온도에의한영향을주행거리를고려하여보정하면 CO 2 배출량은약 2.1% 증가할것으로보인다. 추가적으로고려할수있는사안은엔진시동이꺼진후엔진이식는것을지연시켜줄수있는열저장장치 ( 엔진부품가운데단열효과가있거나능동적으로열을저장할수있는시스템 ) 로인한영향을파악할필요가있다. ICCT의연구에따르면 2020년까지이러한열저장장치가승용차량에약 10% 보급될것으로보이며엔진의고온재시동시온도를약 10 더높게유지할수있을것으로예상된다. 이로인해고온재시동시배출되는규제배출가스및 CO 2 배출량이저감될수있으며, 시험온도가 CO 2 배출량에미치는영향을 14 기준으로 2.1% 에서 1.9%(= %) 로계산하는것이타당할것으로판단된다

25 표 7 NEDC 에서 WLTP 로의변경이 CO 2 배출량에미치는전체적인영향 항목 NEDC WLTP CO 2 배출영향 주행사이클 엔진효율이낮은저부하운전, 냉시동영향큼 ( 짧은주행거리에의함 ), 엔진회전수높음 ( 수동변속기 ) 속도및가속도높음, 정차시간비율감소 (start-stop 시스템영향감소 ) +2.1% 차량중량 부가장비없음 화물적재없음 부가장비 : 70kg 화물적재 : 55kg +3.5% 온도엔진시동온도 23 엔진시동온도 % % % 그림 13 NEDC 에서 WLTP 로의변경이 CO 2 규제치에미치는영향

26 표 5 및그림 13는각각 NEDC에서 WLTP로의변경이 CO 2 배출량및규제치에미치는전체적인영향에대한종합적인분석결과이다. 상기한세부내용들에의해 CO 2 배출량이변화하게될것이며, 동일한효과가규제치에고려된다면 NEDC 모드기준 2020년목표 CO 2 배출량인 95g/km 는 WLTP 모드기준으로 100g/km로환산될수있으며, 온도에의한영향을보정하면 102g/km가될것으로판단된다. ICCT, Ricardo 및 AVL의연구결과를참고하여 WLTP 시험절차및주행모드에대한더욱신뢰성있는평가를위하여다양한차종에걸쳐많은차량시험이뒷받침되어야할것이다. 그림 14은고려대학교에서수행한연구 [ 고아현, et al.] 결과로, 현행경유승용차량인증모드인 NEDC 및향후도입예정인 WLTC 주행시차량의속도및가속도등운전영역을실도로주행조건과비교한것이다. 실도로주행조건을기준으로볼때 NEDC 주행모드는속도및가속도영역이훨씬좁은것을확인할수있으며, 이에비해 WLTC는보다실도로주행조건에가까운운전영역분포를가지고있음을알수있다. (a) NEDC (b) WLTC (c) Real world driving 그림 8 NEDC, WLTC 주행시차량운전영역 ( 차속및가속도 ) 과실도로주행조건비교 그림 15은 NEDC와 WLTC Ver.5.3 주행시차량의속도및가속도분포를비교한것이다 (source: IHS Inc., 2013). WLTC는 NEDC에비해주행시간이길고주행중전반적인가 감속폭이크게나타나는것을확인할수있다. WLTC는 NEDC 대비시동직후첫번째가속구간 (first tip-in) 의주행속도및가속도가높아비교적고부하운전이이루어짐에따라배출가스및나노입자배출수준에영향이있을수있다. 또한 Extra-high 구간에서최대차속은약 132km/h 수준으로, 기존의 NEDC에비해차량개발시더넓은운전영역에대한고려가요구될것으로보인다

27 그림 17 NEDC 와 WLTC 주행패턴특성비교 그림 16은 FTP-75 및 US06과 WLTC Ver.5.3 주행시차량의속도및가속도분포를비교한것이다. 국내가솔린및 LPG 차량의인증모드로사용되는 FTP-75 모드에비해 WLTC는주행초기 150초간차속이비교적낮아촉매의 LOT(Light-off Temperature) 도달시간에영향이있을것으로예상된다. WLTC는 FTP-75 모드에비해주행시간이짧기때문에단위거리당배출수준으로계산되는규제배출가스및이산화탄소배출량이증가할수있는가능성이있어 FTP-75 모드가 WLTC 모드로대체될경우특히배출가스후처리시스템의효율을개선하는것이주요사안이될수있다. 그림 18 FTP-75 및 US06 과 WLTC 주행패턴특성비교

28 FTP-75, NEDC 및 WLTC 주행시배출되는나노입자배출수준을비교한연구 [ 박준홍, et al.] 에따르면 DPF가장착된경유승용차량의경우 NEDC와 WLTC에서큰차이를나타내지않는것으로나타났다. 그러나 WLTC는냉간운전조건인시동초기구간의차속이 NEDC에비해높아전체나노입자배출수준에영향을주는주원인으로나타났다. 또한주행거리당평균나노입자개수배출수준은저속구간에서가장높게나타나며, 평균차속이높아짐에따라감소하는경향을보인다. (a) 경유차량의주행모드에따른 PN 수준 (b) WLTC 에서평균차속에따른 PN 수준 그림 9 모드및평균차속에따른경유차량배출수준및평균 그림 21 모드별 NOx 배출량비교 그림 18 은총 9 대의차량을대상으로 NEDC, WLTC 및 CADC(Common Artemis Driving Cycle)

29 를주행하고측정된주행거리당 NOx 배출량을정리한것이다 (source: TNO report 2013 R11891, 2013). 시험한모든 EURO6 대응양산차량은 NEDC에비해 WLDC에서 NOx 배출량이증가하는것으로나타났으며, 배출가스후처리시스템을장착하지않은차량의경우기준치를크게초과하는것을확인할수있다. LNT 혹은 SCR을장착한차량의경우또한기준치를소폭초과하는수준으로나타났다. 경유승용차량의경우주행모드의속도및가속도, 워밍업시간, 아이들시간등이 NOx 배출량에큰영향을미치므로엔진부하및가 감속강도와빈도가높은 WLTC에서 EURO6 기준 NOx 배출량규제수준을만족하기위해서는 SCR 혹은 LNT 등의 NOx 후처리시스템의사용및효율개선이필요할것으로보인다. WLTC모드가기존 NEDC 모드에비해주행거리가길고아이들구간이축소되고차량의감 가속이빈번하여실제도로에서의주행패턴을반영하고있지만실제차량이주행되는대기온도조건측면에서 de-nox 시스템의효율성은아직부족한측면이있음이 AECC(Association for Emissions Control by Catalyst) 의연구결과를통해확인할수있다. 시험모드는 NEDC/WLTC 외실도로유사시험모드인 CADC(Common Artemis Driving Cycle) 를사용하고있으며경유차량인 E와 F의경우 DPF + LNT 및 DPF + SCR을장착하고있다. 차량 A-B는 GDI 차량에 TWC가설치되었고, 차량 C 는초희박 GDI 엔진에 TWC + LNT를사용한차량이다. 차량 D의경우는가솔린하이브리드차량으로 WLTP 주행을위해서는 WLTP gtr에서규정된차량 Coast Down 값을사용하고있으며시험온도는 7 와 25 을선정하였다. 그림 19는모드별대기온 25 C에서의 NOx 배출수준을나타낸것이다. 가솔린와경유차량의경우, NEDC 모드에서는 Euro 5 및 Euro 6 기준을만족하거나약간상회하지만실도로주행모드와유사한 CADC 모드의경우, 경유차의 NOx 배출수준은 mg/km로 Euro 6기준치를 5-6 배수준임을알수있다. WLTC에서는이전결과와유사하게기준치이내거나약간상회함을알수있다. 그림 20은대기온 25 C와 7에서의 NEDC와 WLTC 모드의 NOx 배출수준을나타낸것으로경유차량 7 C의경우 NOx 배출수준은 NEDC와 WLTC에서 800 mg/km - 1,000 mg/km 수준으로규제치를크게상회하고있다. 이는빙점이하시동에따른배출가스후처리장치의온도상승이매우느려 de-nox 시스템의활성도가저하된것과차량운전성을고려한 EGR 공급장치에서의 EGR 기능을 ECU에서 deactivation 시킨것에기인한다. 경유차의 de-nox 시스템은일반적으로 LNT와 SCR 장치로크게구별할수있으며시동온도 25 C에서의 WLTC 주행시에배출되는 NOx 배출수준을누적한그림 xx를보면그효과는보다명확히구별할수있다. LNT를장착한차량 F보다는 SCR이설치된차량 E의시동이후누적 NOx 수준이 Extra High 구간을제외하곤매우낮게유지되지만특히차량속도가최대 130 km/hr가포함된고온고속조건인 Extra High 구간에서의 NOx 배출량은급격히증가되며 WLTC가도입되는시점에서는고속운전영역과빙점이하저온운전조건에서의 de-nox 시스템의활성도단축이 WLTC 뿐만이아니라실도로 NOx 배출수준저감을위해서도매우필요하며이를위해엔진하드웨어, EGR 시스템과 de-nox 시스템의고도화가필수적으로요구됨을알수있다

30 그림 22 NEDC, CADC, WLTC 25 시험에서 NOx 배출량결과 그림 23 NEDC 및 WLTC 25 와 7 조건시험에서 NOx 배출량

31 그림 24 WLTC 25 시험중디젤차량들의초기냉간시 NOx 배출 누적량 특히기존주행모드외에실도로주행시, Euro5-Euro 6 배출가스기준을만족하는 15종의경유차량에대한 ICCT 분석보고서에따르면, 각각의배출가스허용기준을만족하지만실도로 CO 2 와 NOx 수준은큰편차를보이고있음을알수있다. 각차량에적용된 de-nox 장치는 SCR, EGR 및 LNT가설치되어있으며 Euro 6 NOx 적합성인자 (Confirmity Factor, CF) 는평균 7.1로매우높으며 SCR을장착한차종중, 1대는모드와실도로 NOx 배출수준이매우근사한값을나타내고있다. 하지만동일한 SCR이적용한차종중, 최악의 CF 수준을보이는차량은최대 25.4까지벌어지며 LNT의경우도 24.3까지 CF의차이가나타나고있다. 그림 XX에그결과를나타내었다. ( 참고자료 : 2014, ICCT, REAL-WORLD EXHAUST EMISSIONS FROM MODERN DIESEL CARS) 그림 25 디젤승용차배출가스시험모드와실도로 NOx 배출수준비교

32 따라서경유자동차의 Euro 6 NOx 기준만족을위해서는배기량별 차급별차별화된 de-nox 시스템의개선과정밀한엔진제어로직의설계가필요하며대표적인배출가스후처리장치를그림 XX 에나타내었다. (2015, 교통환경연구소 RDE 세미나, 현대자동차지요한연구위원, Development Strategies of Combustion and Aftertreatment Systems for RDE Compliance) 그림 26 디젤승용차 NOx 저감후처리장치 특히자동차 CO 2 및연비기준이강화됨에따라다운사이징기술의적용이보편화되고있으며경유승용차에도소형화기술이접목되고있는상황하에서저배기량차종에는 LNT만을사용하여 NOx 기준을만족하기위한자동차제작사의노력이경주되고있지만실도로 NOx 배출량저감에는한계가있으며향후에는그림 XX와그림 YY와같이차급에따라 LNT와 SCR 기술이적용된 de-nox 시스템이표준이될전망이다. ( 참고자료 : 2015 교통환경연구소 RDE 세미나, Bosch, Technical Solutions to meet EU6c incl. WLTP and RDE)

33 그림 27 디젤승용차 NOx 배출수준저감을위한후처리장치개요 그림 28 디젤승용차의차급별 de-nox 시스템적용방안

34 2. 연구의목적및세부내용 2.1. 연구목적및기대효과 WLTP의인증주행모드인 WLTC는현행경유승용차량인증모드인 NEDC는물론가솔린및 LPG 차량인증모드인 FTP-75와도다른특성을나타내며, 실도로주행여건을반영할수있도록가 감속도와부하영역등이확대된비교적엄격한주행사이클이라할수있다. 따라서세계적으로강화되는자동차규제배출가스및이산화탄소배출량규제동향을파악하고대응하기위해본연구는공표된 GRPE GTR No. 15를위주로기술규정분석을통하여새로운배출가스및연비인증모드와절차에대한충분한이해를목적으로하였다. 또한 WLTP와현행국내시험방법을비교하고, WP. 29에서제시한방법으로실차대상인증평가시험을수행하여국내도입및확장적용가능성, 자동차인증및사후관리측면에서의대응방안을평가하고자한다. 그림 29 WLTP-06-28e 에따른 Worldwide Round-robin test 일정 WLTP 도입에앞서수행되는국제상관성시험 (Round-robin Test) 이예정되어있으며, 한국도 참여하여시험할예정이다. 본연구를통하여 WLTP 시험방법을분석하고축적된경험과데이터를 바탕으로원활한제도도입및제도변화에의한충격을최소화할수있을것으로기대된다 연구내용및방법 WLTP GTR 기술규정분석및현행국내시험방법과비교 - 자동차종류에따른국제표준주행모드 (WLTC) 분석 - 도로주행저항설정방법 - 배출가스측정용장비규격 - 배출가스측정절차 - 대기오염물질및 CO 2 ( 연비 ) 계산및보정방법 - 전기차및하이브리드자동차배출가스측정방법 UN WP. 29에서제시된방법으로 WLTP 평가시험수행 (1대이상 )

35 - WP. 29에서제시된방법으로시험차량관리및측정조건설정 - WLTP GTR에서제시된시험방법에따라배출가스시험수행 - 기존배출가스인증시험방법 (CVS-75, NEDC) 과결과비교분석 WLTP의국내도입가능성및대응방안제시 - 휘발유및경유차의대기오염물질과 CO 2 ( 연비 ) 관리제도에활용가능성및예상문제점

36 제 Ⅱ 장과업수행내용 1. WLTP 시험특징및절차요약 1.1. WLTC WLTC 는 WLTP 에포함된차량주행모드이며, Worldwide Light-duty Test Cycle 의약자다. 본절에서는시험대상차량의 Class 구별기준과각 Class 별 WLTC 의특징을정리하였다. WLTC는 Class1, Class2, Class3a 및 Class3b로구분되며, 각각의시험모드는시험대상차량의공차중량대엔진최대출력 (Rated Power to unladen mass ratio, ) 및차량최대속도에따른다. 이때, 최대속도는자동차제조사에의해인위적으로제한되지않은최대속도를뜻한다. WLTC Class1 대상차종은 인차량을대상으로하며, 이는마력대중량비로 환산할때, kg 당 0.03ps 이하에해당한다. Class2 대상차종은 이 22W/kg 초과 34W/kg 이하인차량대상이며, 환산시 kg 당 0.03ps 초과 0.046ps 이하이다. Class3는 인모든승용차를대상으로하며, kg 당 0.046ps 이상에해당한다. 또한 Class3 는차량의최대속도에따라 Class3a 및 Class3b로구분되는데, 최대속도가시속 120km 이상일경우 Class3b, 그렇지않을경우 Class3a에해당한다. Class1 차량은최대출력이매우낮은초소형차량등을대상으로하며, Low-Medium-Low 3 개의페이즈로구성되어있다. Class2와 Class3는 Low-Medium-High-ExtraHigh 4개의페이즈로구성된것은동일하나, 속도프로파일의형태및가속도, 최대속도등에는큰차이가있다. 또한 Class3a 및 Class3b의속도프로파일은대부분유사하나, Class3b의평균속도및평균가속도가다소높은것으로나타났다. 각 Class의속도프로파일및상세사항을아래그림 27 및표 6에나타내었다

37 (a) WLTC Class1 (b) WLTC Class2 (c) WLTC Class3a 및 Class3b 그림 10 Class 별 WLTC 속도프로파일

38 표 11 Class 및 Phase 별주행사이클상세 specification Phase 1 Phase 2 Phase 3 Phase 4 Total Phase Class1 Duration Idle time Avg. Speed Avg. Accel. Avg. Decel. Max. Speed (s) (s) (km/h) (m/s 2 ) (m/s 2 ) (km/h) Phase 1과동일 Class2 Duration Idle time Avg. Speed Avg. Accel. Avg. Decel. Max. Speed (s) (s) (km/h) (m/s 2 ) (m/s 2 ) (km/h) Class3a Duration Idle time Avg. Speed Avg. Accel. Avg. Decel. Max. Speed (s) (s) (km/h) (m/s 2 ) (m/s 2 ) (km/h) Class3b Duration Idle time Avg. Speed Avg. Accel. Avg. Decel. Max. Speed (s) (s) (km/h) (m/s 2 ) (m/s 2 ) (km/h) Class3 는공차중량 900kg 으로가정할경우, 최대출력 36.8 마력이상의차량이되며, 국내판 매승용차의대부분은최대속도 120km/h 를초과하므로, 대부분 Class3b 에포함된다고볼수 있다 Downscaling WLTP GTR에서는, 각 Class에해당하는성능조건을갖추었으나, 속도프로파일을정상적으로추종하지못하는경우에대하여다운스케일링법을규정하였다. (GTR Annex1, 7. Cycle modification) 다운스케일링은 Class1 및 Class2, Class3 모두에적용가능하며, 각각은 GTR Annex1, ~ 에서계산법을찾아볼수있다. Class3 WLTC 에대한다운스케일링은 4 페이즈, Extra high 구간중 1533~1723 초영역에대 하여일정비율로속도프로파일을낮추는방법이며그비율은주행저항계수, 차량중량, 최

39 대출력등을고려한다운스케일링계수 ( ) 에의해결정된다. (GTR Annex1, 7.3. 및본보 고서부록참조 ) 몇가지 를적용한다운스케일된 WLTC Class3 의 Extra high 페이즈의 예시를아래그림 28 에나타내었다. 그림 33 다운스케일링을적용한 WLTC Class3 Extra high 페이즈 1.3. 시험절차 주행저항설정 (Road Load Settings) 표 12 Road Load Settings Step 설정값 / 방법 / 조건 Step1 셀온도 목표온도 296K(23 ), 시험중 ±5K 범위유지 Step2 차량소킹 최소 1시간소킹 소킹시타이어공기압설정대기온도와소킹온도가 5K 이상차이날경우, (a) 목표압력보다 10% 높은상태에서 1시간이상소킹 (b) 시험전 GTR 에따라권장범위중하한값으로설정 Step3 타이어공기압 제조사권장공기압사용 소킹온도조건에서타이어공기압은제조사권장범위하한값대비 50% 를초과할수없음 Step4 차대동력계예열 ( 동력계제조사매뉴얼에따라 ) 마찰손실이안정화될때까지 Step5 동력계에시험차량위치 차량을동력계롤러구름방향과수평하게위치싱글롤동력계일경우, 타이어-롤러접촉지점은롤러상단최고점을기준으로전후 ±25mm, 또는롤러직경의 ±2% 중더작은값이내가되도록함 Step6 관성질량설정 2WD 동력계 ( 싱글롤 ): TM+1.5%TM 4WD 동력계 ( 더블롤 ): TM Step7 초기부하설정 싱글롤동력계 :,, 더블롤동력계 :,, Step8 Coastdown 모드활성 동력계컨트롤러에서 Coastdown 모드진입 ( 동력계 제조사매뉴얼참조 )

40 표 13 Road Load Settings ( 계속 ) Step9 보조기기전원차단 차대동력계상에서 Coastdown 시동력계외의보조기기전원은차단해야함 Step10 차량웜업 시험차량해당 Class WLTC 1회주행또는 80km/h 정속 20분주행 모든시험설비에서동일한조건조성을위해, 80km/h 정속 20분주행후 WLTC 1회주행을권장 Step11a 동력계부하설정 동력계자체가속방식 ( 참조 ) 동력계자체가속기능이없는경우 또는 에따름 가속도 속도 = 로한다 Step11b 기준속도 20km/h에서 130km/h까지, 10km/h 간격으로 12개포인트권장 기준속도는최소 6개포인트를선택해야한다. 선택된포인트중최고및최저속도포인트는시험사이클의최고및최저속도범위에포함되어야하며, 각기준속도포인트간차이는 20km/h를넘지않도록한다. Step12 검증 동력계가속방식을사용할경우, 부하설정직후 coastdown 시험을즉시시행하여주행저항값과목표주행저항값을확인할것을권장 배출가스시험절차 (Emission Test Procedure) 표 14 Emission Test Procedure Step 설정값 / 방법 / 조건 Step1 동력계웜업 ( 동력계제조사매뉴얼에따라 ) 동력계마찰손실이안정화될때까지 Step2 측정장비준비 Annex6, ~ Step3 엔진오일및냉각수온 296K±2K Step4 셀온도 296K±3K ( 온도측정빈도 1Hz 이상 ) Step5 타이어공기압 구동축타이어공기압은 에따름 형식승인시와동일한타이어사용. 공기압은 Annex 에정의된값대비 50% 높게설정가능. Step6 차량후드닫기 Step7 배터리 RCB 측정준비 Step8 동력계에차량위치 Step9 배기가스포집관연결 포집관은시험시작 ( 엔진시동 ) 직전에연결 Step10 PM 필터전처리 296K±3K ( ~ 참조 ) Step11 PN 측정시스템준비 Particle number sampling 및그하위항목참조 Step12 WLTC 주행 샘플링백 4개사용 (Low, Medium, High, ExtraHigh) Step13 Phase 별 RCB 기록 Step14 배출가스샘플링 Phase 별별도백에샘플링권장 Step15 PM 샘플링 Option1) Low,Medium,High / ExtraHigh ( 필터2개 ) Option2) Low to ExtraHigh ( 필터1개 ) Step16 PN 샘플링 참조 Step17 엔진정지 Ending the test 참조 Step18 즉시검사 시험직후차량및시험장비상태즉시점검권장 Step19 동력계에서차량해제

41 시험후절차 (Post-test Procedure) 표 15 Emission Test Procedure Step 설정값 / 방법 / 조건 Step1 배출가스분석기체크 Gas analyzer check 및하위항목참조 Step2 샘플링백분석 Bag analysis 및하위항목참조 Step3 PM 필터계측 Particulate filter weighing 및하위항목참조 1.4. 배출물질계산식 Mass emissions calculation (Annex7, 3.2.) 가스상배출물질의계산식은공통적으로다음의식을이용한다. ρ ρ 시험당희석배기가스부피 ( ), STP(273.15K, kPa) 로보정 STP에서물질 의밀도 ( ) 질소산화물계산시적용하는습도보정계수희석공기중 의양에따라보정된희석배기가스중물질 의농도 (ppm) 해당 WLTC 주행거리 (km) : 희석공기중물질 의농도 ( ) 희석용공기중포함된 의양을고려하여보정된 희석배기가스중 의농도계산식 희석공기중 의양에따라보정된희석배기가스중물질 의농도 (ppm) 희석배기가스중물질 의농도 (ppm) 희석공기중물질 의농도 (ppm) 희석비 (dilution factor) : 희석비 (dilution factor) 계산 ( ) 휘발유 (E0, E5, E10) 및경유차의경유 LPG 차의경우

42 가솔린, 경유및 LPG 이외의연료는 Annex7, 에따라계산함 HC Calculation ( ) 분석기가 GC-FID 타입인경우, NMHC 계산식 (Annex7, ) 보정된희석배기가스중 NMHC 농도 (ppm) 희석배기가스중 THC 농도 (ppm) 희석공기 THC 농도반영보정 희석배기가스중 농도 (ppm) FID 의메탄에대한 response factor (Annex5, 참조 ) 분석기가 NMC-FID 타입인경우, NMHC 계산식 (Annex7, ) NMC 를지나가는샘플가스중 HC 농도 (ppmc) NMC를 bypass하는샘플가스중 HC 농도 (ppmc) 메탄 response factor (Annex5, ) 메탄 conversion efficiency (Annex7, ) 에탄 conversion efficiency (Annex7, ) NOx humidity correction factor Calculation ( ) 질소산화물측정결과에대한습도영향보정을위해다음의식을사용함, specific humidity ( ) 대기상대습도 (%) 대기온도에서포화증기압력 ( ) 셀대기압력 ( ) 계수는각페이즈별로계산하며, 셀대기압력및상대습도는각페이즈별지속측정한 값을평균하여사용함

43 NO concentration Calculation ( ) NO 농도는통합 NO 분석기측정값으로계산하며, 필요할경우보정 평균 NO 농도는다음의식으로계산한다 시험시간 ( ) 에대한 NO 분석기농도값의적분 희석배기가스에서측정된 NO 농도 (ppm) 희석공기중 NO 농도는희석공기포집백에서분석, 계산하며, 에따라보정함 NO 2 concentration Calculation ( ) NO 2 농도계산법은 NO 계산법과유사함 NO 2 농도는 NO 2 분석기측정값으로계산하며, 필요할경우보정하고, 평균 NO 2 농도는다음 식으로계산한다 시험시간 ( ) 에대한 NO 2 분석기농도값의적분 희석배기가스에서측정된 NO 2 농도 (ppm) 희석공기중 NO 2 농도는희석공기포집백에서분석, 계산하며, 에따라보정함 PN 계산법 (Annex7, 4.) 입자개수 (particle/km) STP 조건으로환산한해당시험의총희석배기가스부피 ( ) reference instrument 에대한해당시험설비의입자카운터보정계수 해당시험에서의전체희석배기가스중입자를 particle/cm 3 로보정한 농도

44 희석공기및희석터널중의입자농도해당시험의희석세팅중 VPR의평균입자농도저감율계수해당시험의 background 측정을위한세팅중 VPR 평균입자농도저감율계수사이클주행거리 (km) 는다음식으로계산한다 Σ 희석배기가스에대한입자카운터의비연속적입자개수농도측정값 (particles/cm 3 ) 주행사이클진행중입자카운터의비연속적출력데이터의개수이며, 다음의방법으로계산한다 주행사이클시간 입자카운터의데이터저장빈도 (Hz) 2. UN WP. 29 에서제시된방법으로 WLTP 평가시험수행 2.1. EURO6 대응경유승용차량 WLTP 평가시험결과 평가방법 : UN WP. 29에서제시한방법으로 EURO6 대응경유승용차량관리및측정조건을설정하여 WLTP GTR 시험법에따라배출가스시험을수행함. 또한동일시험을각각다른대기온도에서수행하고, 기존배출가스인증시험방법 (NEDC) 및다른지역 ( 미국 ) 의신규시험법결과와비교분석 평가기관 : 교통환경연구소 ( 인천광역시서구경서동소재 ) 시험차량은배기량 2.2L 급 (2,199cc), EURO6 대응경유승용차로, WLTP 규정에따라 Class3b( 중량당최대출력 34W/kg 이상, 최대속도 120km/h 이상. 시험차량은 ) 로구분되 며, 간략한제원과사진을아래그림 29 및표 11 에정리하였다

45 그림 34 시험차량 표 16 시험차량제원 HG DIESEL R2.2 Engine Type CRDI+VGT Displacement (cc) 2,199 Max. Power output (ps/rpm) 202/3,800 Max. Torque (kg m/rpm) 45.0/1750~2750rpm Exh. After-treatment CPF+LNT Regulation Category EURO6 Fuel Economy (km/l) 14.0km/L Unladen Weight (kg) 1,691 시험차량에는배터리 SOC(State of Charge) 를측정하는장비및배기가스후처리장치의전 후단및사이에온도및 NOx 농도를측정할수있는센서를부착하였으며, 표준 OBD 코드 를통해차량속도및기타운전변수등을모니터링하였다. 시험장비

46 (a) 규제배출가스및 CO 2 측정장비 (b) 나노입자측정장비 그림 17 EURO6 대응사양경유승용차량배출가스측정장비 차대동력계의주요장치는차대동력계, 동력계제어장치, 그리고운전자가자동차를도로에서주행하는상태를모사하는주행모드를운전할수있도록화면에운전상태를표시해주는운전보조장치 (Driver aid) 로구성된다. 본평가시험에서는 AVL 社 PUMA 차대동력계시스템을사용하였다. EURO6 대응사양의경유승용차량의 WLTC 모드주행시규제배출가스및 CO 2 배출특성확인과연료소비율측정을위해차량의배기구와희석터널에배출가스샘플링라인을설치하였다. AVL 社의배기가스분석기를사용하여규제배출가스및 CO 2 배출특성을확인하였으며, GRIMM 社의나노입자계수기를사용하여입자상물질의배출특성을확인하였다 대기온도별 WLTC 시험결과 표 12에목표대기온도별차량시험일정을정리하였다. 대기온도 23 는 WLTP GTR에규정된표준시험온도이며, ±5 의오차를허용한다. 대기온도 14 조건은유럽연합 (EU) 의연간평균온도에해당하며, 실제유럽의차량들이주행하는조건에가까운만큼 WLTP에포함시킬지여부가논의되고있다. 또한대기온도 7 는겨울온도를대표하는조건으로, 미국에서는 5-cycle 배출가스시험법에 Cold-FTP를포함하여해당온도에서시험하고있으며, 자동차의배출가스인증치에일정가중치를반영하여나타내고있다. 본연구에서는 WLTP 도입시경유차에의한실도로배출가스수준영향평가를위하여표준규정온도인 23 뿐아니라 14 및 7 조건을시험하였다

47 표 18 WLTC 시험일정 2015 년 3 월 SUN MON TUE WED THU FRI SAT Precon. WLTC at WLTC at WLTC at WLTC at Precon. NEDC WLTC at 23 WLTC at 23 WLTC at -7 WLTC at Precon. WLTC at WLTC at WLTC at 현행유럽및국내경유차대상배출가스인증시험법인 NEDC 시험을동시에수행하여시험법변경에의한배출가스거동평가및후처리장치의성능등을평가하였다. NEDC 시험법에서는시험전차량을목표시험온도에서 6시간이상소킹하도록규정되어있으며, 따라서각 WLTC 시험후동일온도에서 6시간소킹후 NEDC 시험을수행하였다. 또한미국의 5-cycle 시험법중 HWFET (Highway Fuel Economy Test) 와 US06 시험을추가로수행하여고속도로주행조건과고부하운전에서의배출가스특성및 DPF/LNT 재생특성을관찰하였다 WLTC 시험결과 그림 31은표준시험온도인대기온도 23 를타겟으로수행한 WLTC 주행시험결과 3회를나타낸것이다. 23 목표 WLTP 시험은총 5회수행하였으나, 시험중 DPF 재생이발생한경우의시험결과는인정하지않는규정에따라 2회를제외하였다. DPF 재생이발생한경우는다음절에서다룰것이다

48 Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF TIME (s) (a) 3 월 10 일시험 (19.7 ) Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed (km/h) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF TIME (s) (b) 3 월 17 일시험 (25.2 ) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (c) 3월 19일시험 (24.7 ) 그림 19 목표대기온도 23 WLTC 시험결과 0 위그림 31은각각 3월 10일, 17일, 19일오전에수행한 WLTC 시험이며, 시험일당시모드주행중전체평균온도를각그래프의아래에표시하였다. DOC 및 DPF, LNT 등후처리장치전 후단의온도를세가지색상으로나타내었으며, 각부의온도는시동직후상승하여페이즈 1이종료될때약 200~250 를유지하였다. 이후페이즈가진행됨에따라차속이증가하고부하가커짐에따라배기온도도증가하여페이즈 2에서는약 300 전후, 고속주해모드인페이즈 3과페이즈 4에서는 300 에서최대 400 를넘는구간도발생하게된다. 대

49 체로후처리장치의온도는차속과유사한경향을보인다. 2015년 9월부터시행되는국내경유차 EURO6 배출가스규제는특히질소산화물 (NOx, NO 및 NO 2 ) 의배출기준이승용차의경우 EURO5의 0.18g/km에서 0.08g/km로크게강화되었다. 이에따라기존경유승용차에후처리장치로장착되어오던디젤산화촉매 (DOC) 및디젤입자필터 (DPF) 외에대부분의국내차량은 LNT(Lean-Nox Trap) 를장착하고있다. 경유엔진은가솔린엔진과달리대부분의상황에서희박공연비로운전되며, 이때 NOx가다량발생하게된다. LNT는희박운전시발생된 NOx를흡장하는역할을하며, 일부비교적농후한공연비에운전되는영역에서배출되는 HC( 미연소연료 ) 를이용, NOx를 CO 2, H 2 O 및 N 2 로산화및환원하는촉매장치이다. 표 20 가솔린및경유승용차의 EURO5-EURO6 배출가스규제기준 Spark Ignition Engine Vehicles THC (mg/km) NMHC (mg/km) NOx (mg/km) CO (mg/km) PM (mg/km) PN (#/km) EURO EURO E+11 Compression Ignition Engine Vehicles NOx (mg/km) HC+NOx (mg/km) CO (mg/km) PM (mg/km) PN (#/km) EURO E+11 EURO E+11 위그림 31의붉은색및검은색그래프는각각 LNT를통과하기전과후의 NOx 농도를측정한결과이며, 대부분의경우전단의 NOx 농도가후단보다낮은것으로미루어보아 LNT 에서 NOx 흡장이일어나고있는것으로볼수있다. 모드초기약 100초동안은촉매활성화온도에도달하지않아흡장비율이낮은것으로나타났다. 페이즈 2 부터는차속이증가하고가속도가커짐에따라특히가속및감속후재가속구간에서후단의 NOx 농도가전단농도를상회하는특징이나타나는데, 이때 LNT 재생이일어나흡장된 NOx를환원및배출하는것으로보인다. Class3b WLTC의경우, LNT 재생은약 5회정도발생하는데, 재생시 LNT 후단의 NOx 농도가급격히증가하는것으로보아흡장된 NOx의일부는환원되지않고그대로배출되는것으로판단된다. PM 배출량은 3 회의시험에서각각 0mg/km, 0.001mg/km, 0.266mg/km 으로측정되었으며, DPF 가정상작동하는경우규제기준인 4.5mg/km 에훨씬못미치는수준인것으로나타났 다. PN 측정결과는각각 PN/km, PN/km, PN/km 로, 역시규 제기준인 PN/km 를만족하였다. PM, PN, NOx 를포함한배출가스시험결과를아래 표 14 에정리하였다

50 표 WLTC 시험배출물질측정결과 Date CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx PM PN F.E. Temp. (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (mg/km) (#/km) (km/l) ( ) E E E Avg E WLTC 시험결과 그림 32는목표대기온도 14 조건에서수행한 WLTC 시험결과 3회를나타낸것이다. 23 조건과비교하여배기후처리장치의각부온도는동등한수준을유지하고있다. 따라서 DOC의산화반응및 LNT의산화 환원, DPF의 PM 포집효율등후처리장치의성능은상온조건과같은수준일것으로보인다. 배기가스후처리장치도달전과통과후의 NOx 농도를비교할경우, 상온조건실험과의차이점이나타나는것을알수있다. 엔진에서배출된 NOx 농도 ( 붉은색그래프 ) 는 23 조건의실험결과와비교하였을때, 정지후가속또는감속후가속등주로엔진부하가높아지는가속영역에서주로배출되는경향은동일하지만, 14 시험의경우전체적으로 23 에비해높은농도를유지하는것으로나타났다. 경유엔진에서 NOx 배출농도에는질소산화물배출저감장치인 EGR의사용률이가장지배적인영향을미치는것으로알려져있으며, 14 조건은 23 조건에비해 EGR의사용빈도및비율이낮기때문에 NOx 배출량이증가한것으로판단된다. 시험차량은현행경유소형차배출가스시험법인 NEDC 시험에최적화되어있으며, NEDC 시험은배출가스인증시험을 20 ~30 범위에서수행하도록규정되어있다. 따라서 20 미만에서는흡기온도저하에따른연소성능악화와출력하락등을보상하고운전성과연비확보를위해 EGR 사용율이감소되었을것으로판단된다. LNT 재생및환원은사이클당약 5회발생하며, 엔진-아웃배출량이증가한만큼, 재생시환원되지않고배출되는 NOx량도증가한것으로나타났다. 14 WLTC 시험에서 PM은각각 0.04mg/km, 0.013mg/km, 0.03mg/km를기록하였으며, PN 은 PN/km, PN/km로 2회측정하였다. PM과 PN 모두 EURO6 배출규제를충분히만족하는수준이며, 14 조건은 DPF 성능에영향을미치지않고, 오히려 EGR 사용율이감소하였기때문에엔진-아웃배출량은 23 시험에비해소폭감소하였을것으로추측된다

51 Vehicle Speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle Speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Time (sec) (a) 3 월 5 일시험 (14.2 ) Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF TIME (s) (b) 3 월 6 일시험 (13.6 ) Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (c) 3 월 10 일시험 (12.8 ) 0 그림 22 목표대기온도 14 WLTC 시험결과 표 15 에 14 WLTC 시험의배출가스및연비등시험결과를정리하였다

52 표 WLTC 시험배출물질측정결과 Date CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx PM PN F.E. Temp. (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (mg/km) (#/km) (km/l) ( ) E E N/A Avg E WLTC 시험결과 그림 33 은목표대기온도 7 의저온조건에서수행한 WLTC 시험결과를나타낸것이다. 앞의시험과마찬가지로각부온도의상승속도및온도변위와최고온도등은대부분동 일한수준을나타내고있다 Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF TIME (s) (a) 3 월 12 일시험 (-5.5 ) Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (b) 3 월 13 일시험 (-2.0 ) 0 그림 24 목표대기온도 -7 WLTC 시험결과 그러나후처리장치전 후의 NOx 농도를보면, 앞의 23, 14 조건에비해배출량이크게 증가하고, LNT 를통과한후의농도역시크게줄어들지않는것을알수있다. -7 수준의

53 저온조건에서는윤활유점도증가로인한마찰손실과보기류저항증가, 연소악화등엔진출력을저하시키는요소가많아안정된운전을위하여 EGR 사용율이대폭감소하거나거의사용하지않아붉은색그래프로표시된엔진-아웃 NOx의농도가크게증가한것을볼수있다. 또한배기가스후처리장치를지난후에도 NOx 농도는소폭감소하는데그쳐, LNT의흡장효율역시감소하고사이클당 4~5회발생하는 LNT 재생시환원되지않고배출되는 NOx 량도매우높은것으로나타났다. PM 은평균 0.088mg/km, PN 은 측정되었다. PN/km 로 -7 조건에서는연료기화성저하에따른연소성능저하및마찰증가에의하여연비하락및이산화탄소, CO, PM 등의배출량이증가하며 EGR 사용량감소에따라 NOx 배출량역시증가한다. 표 16에 -7 시험에서각배출가스및 PM, 연비와이산화탄소측정결과를정리하였다. 표 25-7 WLTC 시험배출물질측정결과 Date CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx PM PN F.E. Temp. (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (mg/km) (#/km) (km/l) ( ) E N/A Avg E 시험온도별 WLTC 결과비교 아래그림 34 및표 17은시험온도별 WLTC의배출물질측정결과를비교한것이다. 그림 34의 (a) 는시험온도별 NOx 및 CO 2, CO, THC, CH 4, NMHC의주행거리 km 당배출수준을, (b) 는 PN 배출수준을시험온도별비교하였다. 시험온도에따라배출가스 THC 및 CH 4, 등은변화폭이 ±20% 이내로적게나타났다. 그러나불완전연소에의해발생되는 CO 는 23 에서 14, -7 로변화하며각각 5%, 64% 증가하였으며, 불완전연소비율증가에따른출력하락으로이산화탄소는각각 3% 와 16% 증가하고연비는 3% 와 14% 가악화된것으로나타났다. 특히온도변화에가장민감하게변화하는배출물질은 NOx로, 23 시험결과대비 14 에서 103%, -7 에서무려 517% 나증가하는것으로나타났다

54 1.0 NOx CO2 CO THC CH4 NMHC x10 11 Particle Number Average x10 11 NOx (g/km) CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx CO, THC, CH 4, NMHC (g/km) CO 2 (g/km) Particle Number (N/km) 1.2x x x deg 14deg -7deg 16.1 km/l 15.6 km/l 13.8 km/l (a) 시험온도별 WLTC 배출물측정결과 deg 14deg -7deg (b) 시험온도별 PN 배출량 그림 26 시험온도별 WLTC 배출물및 PN 측정결과비교 표 27 시험온도별 WLTC 배출물질측정결과비교 Test Temp. CO 2 (g/km) CO (g/km) THC (g/km) CH4 (g/km) NMHC (g/km) NOx (g/km) PM (mg/km) PN (#/km) F.E. (km/l) Temp. ( ) E E Dev. vs 23 +3% +5% +7% +3% +13% +103 % -85% -91% -3% E Dev. vs % +64% +19% -6% +63% +517 % -9% -95% -14% 표 28-7 NEDC 시험배출물질측정결과 CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx PM PN F.E. Temp. Date (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (mg/km) (#/km) (km/l) ( ) E 표 19는 WLTC 각시험온도조건에서페이즈별 NOx 배출량을주행거리당중량으로환산한값을정리한것이다. 현행 NEDC 인증시험조건인 25 에가까운 23 WLTC에서는각페이즈별 NOx 배출수준편차가크지않은것으로나타났다. 14 및 7 조건에서는앞의 23 조건시험결과와는다른경향을보이는데, EGR 사용률감소에따라전체적으로 NOx 배출수준이증가하여특히페이즈 1에서다량의 NOx가배출됨을확인할수있다

55 표 29 WLTC Phase 별 NOx 배출수준 (g/km) Date Avg Avg Avg. P P P P Total 표 30 WLTC Phase 별 NOx 배출량 (g) Date Avg Avg Avg. P P P P 표 20에각페이즈별 NOx 배출총중량을정리하였다. 표준시험온도인 23 에서전체적으로가장낮은수준의 NOx가배출되었으며, 특히 LNT 재생이발생하여흡장된 NOx가배출되는페이즈 3 및 4의배출량이높게나타났다. 페이즈 3, 4는 High 및 Extra High 구간으로, 평균차속및최고차속이높을뿐아니라속도변화폭이커연소압증가, EGR 추종성저하및속도조건에따라사용률감소등여러요인에의해생성량이증가하는데다 LNT 재생이발생하여많은양의 NOx가배출되는구간이다. 페이즈 1과 2에비하여주행거리가길어주행거리당배출중량 ( 표 19) 과함께페이즈당총배출중량 ( 표 20) 을비교하면그특징을파악할수있다. 그림 35에시험차량의 NOx 배출결과의평균을온도조건과페이즈별로비교하였다

56 Phase NOx Emission (g/km) degC 14degC -7degC Phase1 Phase2 Phase3 Phase4 Total EURO6 0.08g/km (a) 시험온도및 Phase 별 NOx 배출수준 (g/km) 5 4 Phase1 Phase2 Phase3 Phase4 23degC 14degC -7degC NOx Emission (g/phase) Total NOx Emission (g) 0 23degC 14degC -7degC Total (b) 시험온도및 Phase 별 NOx 배출중량 (g) 그림 31 시험온도및 Phase 별 NOx 배출량 대기온도별 NEDC 시험결과 NEDC 시험결과 표 12에정리한시험일정에따라, 매 WLTC 시험후동일대기온도에서 6시간이상소킹후 NEDC 시험을수행하였다. NEDC는현재유럽에서는모든승용차를대상으로연비및배출가스인증시험법으로사용되고있으며, 우리나라에서는경유승용차의배출가스인증시험법으로사용하고있다. 그림 36 은목표대기온도 23 조건에서시험한 NEDC 결과를나타낸것이다. NEDC 는전체 사이클이 1180 초로 1800 초인 WLTC 보다짧으며, 정속주행구간이많고가속도가일정하여

57 비교적단순한사이클임을알수있다. 시내운전구간인 ECE-15 에서는 WLTC 시험고마찬가 지로시동후초기약 100 여초간 LNT 가작동온도에도달하지않아 NOx 흡장효율이낮게 나타난다 Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (a) 3 월 9 일시험 (21.0 ) Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (b) 3 월 17 일시험 (21.1 ) Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (c) 3 월 19 일시험 (25.1 ) 그림 32 목표대기온도 23 NEDC 시험결과 NEDC 에서는전체사이클주행중 EUDC 의가속직후 2 회의 LNT 재생이일어나며, 그외의 경우배기가스후처리장치후단의 NOx 농도는 LNT 의 NOx 흡장으로인하여매우낮게유지 된다. NEDC 는 WLTC 에비하여가속및감속구간의가속도가비교적작아 LNT 의재생조건

58 인농후공연비조건의발생빈도가낮으며, 따라서 NOx 배출량은매우낮게나타난다. 위그림 36의 (a) 와 (b) 및 (c) 를비교하여볼때, (a) 의경우 LNT 재생시배출되는 NOx 량이다른두경우와비교하여높게나타나며, 이러한현상은배기가스분석기의분석결과에서도주행거리당 NOx 배출량은 (a) 부터차례대로 0.112g/km, 0.041g/km, 0.045g/km으로측정되었다. NOx 배출량에대한시험간편차가발생하는요인은, 모드초기촉매의활성온도도달이전배출되는 NOx 량의편차가크지않다고볼때, LNT 재생시배출되는 NOx의영향이지배적이라볼수있다. 따라서시험시작시 LNT에이미흡장되어있는 NOx량에따라 EUDC에서재생발생시배출량이달라질수있으며, LNT 재생빈도가 2회로낮은편인 NEDC 시험에서시험전 LNT의 pre-condition 상태에따라 NOx 배출량측정결과가크게달라질수있다는결론을내릴수있다. 3 회의시험에서각각 PM 은 0.060mg/km, 0.019mg/km, 0.187mg/km, PN 은 PN/km, PN/km, PN/km 로, 모두 EURO6 기준을만족하는것으로나타났 다. 각종규제배출가스와 PM/PN, 연비측정결과등을아래표에정리하였다. 표 NEDC 시험배출물질측정결과 Date CO 2 CO THC CH4 NMHC NOx PM PN F.E. Temp. (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (g/km) (mg/km) (#/km) (km/l) ( ) E E E Avg E NEDC 시험결과 그림 37는목표대기온도 14 에서의 NEDC 시험결과를나타낸것이다. 앞서 WLTC 시험결과와마찬가지로, 촉매등배기후처리장치온도상승속도및폭은 23 와거의동일하며, NOx 배출량이증가하고 LNT의흡장률을감소한것을볼수있다. 또한 2회의 LNT 재생이관찰되었다. PM은 3회의시험모두저울이여지의중량변화를측정할수없을정도로매우적은양이배출되었으며, PN은 PN/km, PN/km를기록하였다. 아래표 22에 CO 2, CO, THC 등배출가스배출량과 PM, PN, 연비측정결과를정리하였다

59 Vehicle speed T-bDPF T-aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (a) 3 월 4 일시험 (21.0 ) Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (b) 3 월 5 일시험 (21.1 ) Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (c) 3 월 11 일시험 (25.1 ) 그림 34 목표대기온도 14 NEDC 시험결과 표 NEDC 시험배출물질측정결과 Date CO 2 (g/km) CO (g/km) THC (g/km) CH4 (g/km) NMHC (g/km) NOx (g/km) PM (mg/km) PN (#/km) F.E. (km/l) Temp E N/A E Avg E ( )

60 NEDC 시험결과 Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) 그림 55 목표대기온도 -7 NEDC 시험결과 0 0 그림 38은목표대기온도 7 저온조건에서의 NEDC 시험결과를나타낸것이다. 각부온도는앞의 WLTC 및 NEDC 시험결과와유사한경향을보이며, 마찬가지로 NOx 배출량이눈에띄게증가하고 LNT 흡장률도급격히저하된것을관찰할수있다. 특히 EUDC의 70km/h, 100km/h까지가속하는구간에서 NOx 농도가매우높게나타나는데, 앞서설명한바와같이엔진출력이저하되는저온조건에서가속및고속주행을위해고부하운전이필요함에따라 EGR이거의작동하지때문으로볼수있다. 다른온도조건시험과같은구간에서 2회의 LNT 재생이발생하였다. NOx를비롯한규제배출가스및연비, 이산화탄소등시험결과를아래표에정리하였다 시험온도별 NEDC 결과비교 그림 39에목표대기온도 23, 14, -7 에서수행한 NEDC 시험결과를비교하였다. WLTC 시험결과의경향과동일하게 CO 2 는저온조건에서출력저하에따른연료량증가로크게증가하며, 따라서연비도악화되는모습을보인다. CO 역시불완전연소의증가로특히 7 에서크게증가하고있다. 마찬가지로 NOx는 23 에서 14, -7 로변화함에따라크게증가한다. 표 23에목표대기온도별 NEDC 시험결과를정리하고 23 결과대비변화량을퍼센티지로나타내었다

61 NOx (g/km) NOx CO2 CO THC CH4 NMHC 0.5 NOx CO 2 CO THC CH4 NMHC deg 14deg -7deg 15.1 km/l 14.7 km/l 12.4 km/l (a) 시험온도별 NEDC 배출물측정결과 CO, THC, CH 4, NMHC (g/km) CO 2 (g/km) Particle Number (N/km) 1.0x10 11 Particle Number Average 8.0x x x x deg 14deg -7deg (b) 시험온도별 PN 배출량 그림 36 시험온도별 NEDC 배출물및 PN 측정결과비교 표 37 시험온도별 NEDC 배출물질측정결과비교 Test Temp. CO 2 (g/km) CO (g/km) THC (g/km) CH4 (g/km) NMHC (g/km) NOx (g/km) PM (mg/km) PN (#/km) F.E. (km/l) Temp. ( ) E E Dev. vs 23 +3% +10% +16% +12% +9% +150 % - -61% -3% E Dev. vs % +116 % +52% -12% +124% +911 % - -32% -18% 이산화탄소배출량은 23, 177.2g/km에서 g/km로약 20% 증가하였으며, 연비는약 18% 악화되었다. THC와 CO, NMHC는모두 7 에서크게증가하며, 특히 NOx는 23 조건에서약 0.066g/km로나타났으나, 14 에서 150% 증가하여 0.165g/km, -7도에서는 0.667g/km로무려 911% 나증가한결과를보였다. 표 38 NEDC Phase 별 NOx 배출수준 (g/km) Date Avg Avg ECE EUDC Total

62 표 39 NEDC Phase 별 NOx 배출량 (g) Date Avg Avg ECE EUDC Total 표 24 및 25는 NEDC 시험에서배출된 NOx 배출수준 (g/km) 및배출중량 (g) 을시험온도및페이즈 (ECE15; urban cycle, EUDC; rural/highway cycle) 별로정리한것이다. WLTC에비해가속도가작은 NEDC의특성상 NOx 배출수준은 WLTC 시험결과에비해낮은수준을보이고있다. 또한평균속도및페이즈별주행거리를고려하였을때, 23 조건에서는 EUDC에서 LNT 재생에의해다량의 NOx가발생하는것을확인할수있다. 반면 14 및 7 조건시험에서는앞서 WLTC 결과분석요인과마찬가지로 NOx의생성량증가및 EGR에의한저감량감소의영향으로 ECE15의배출량이크게증가하나, LNT 재생의영향은비교적덜한것으로볼수있다 온도별시험결론 WLTC 및 NEDC에대하여 23, 14, -7 의대기조건을각각실험하였으며, 그결과시험온도에가장큰영향을받는배출물질은질소산화물, NOx로나타났다. 시험차량의 NOx 배출량은 23 와비교하여 7 조건에서수백 % 의증가율을나타내어, 실제겨울의경우주행시다량의질소산화물이대기중으로배출될수있는가능성을확인하였다. EURO6 배출가스규제기준대응을위하여시험차량에는 NOx 후처리촉매인 LNT가장착되어있으나, 촉매표면에 NOx를흡장했다가일정조건하에서연료를이용하여환원시키는 LNT의특성상인증모드주행중재생이발생하며, 이때흡장되었던 NOx 중일부는환원되지않고그대로배출되는특성을나타내었다. 또한시험시작시의 LNT pre-conditioning 상태에따라시험결과에상당한차이를가져올수있음을확인하였고, 특히엔진-아웃 NOx 배출량이매우높은 7 의저온조건에서는흡장률이낮아지는것으로나타났다. 따라서 LNT 는재생빈도가매우제한적으로나타나는 NEDC 시험에서특히효과적이며, 재 생빈도가높고비교적고부하운전이잦아 NOx 발생량이많은 WLTC 의경우 de-nox 촉매 로서의효용성이저하될가능성이있다고결론지을수있다 시험모드간비교 NEDC 대비 WLTC, 기타사이클결과비교

63 EU에서는 WLTP의 2019년도입을시작으로 2020년 EURO6 후속배출가스규제발효와함께유럽의연비및배출가스시험법으로 NEDC를완전히대체할예정이다. 지속적으로강화되어온배출가스규제기준의경향을감안할때, EURO6 후속규제기준역시강화될것으로예상되고있다. 규제기준과시험법이모두변경될경우국내도입규제수준설정과각제조사의대응방향, 실제차량의배출가스성능개발적정성등혼란을초래할수있기때문에기존시험법및차기시험법간비교와동일차량에대한시험결과비교는의미가있다고볼수있다. 이절에서는동일한차량을기존 NEDC 시험법과 WLTP로시험수행하여결과를비교하였다. 그림 40는동일시험차량을대상으로현행시험방법인 NEDC와차기유럽배출가스인증시험법인 WLTP 시험을대기온도 23 조건에서각각수행한후 THC, NO, NOx 등규제배출가스와 PM, 이산화탄소배출량및연비를비교한것이다. 연비및 CO 2 의경우, 시험차량은연비약 6%, 이산화탄소는 6% 변화하여, WLTC로의모드변화만으로도개선되는결과를보였다. 이전연구결과에따르면, NEDC WLTC 변경시전체차종평균이산화탄소배출량및연비는변화하지않는것으로알려져있다. 그러나전체모드주행시간대비정차시간비율이감소하고평균속도및속도변화폭이 NEDC 대비큰 WLTC에서는 ISG, 회생제동등의도움을받는하이브리드차및중량대비출력이약한소형차의연비는감소한다. 반면전통적인일반내연기관자동차중엔진출력이충분한중형차급이상의차량은비교적적은부하로 WLTC의가 감속구간을주행할수있어, 평균속도증가및주행시간증가에따른연비향상효과를얻는것으로분석된다. 본연구에사용된차량은배기량 2.2L급경유승용차로, 후자의경우에해당하는것으로볼수있다 NEDC WLTC +88% Gaseous Emissions (g/km) Partciel Mass (mg/km) % -3% +17% -23% WLTC-NEDC Variation (%) 25 +4% % +6% CO 2 (g/km) Fuel Economy (km/l) 0.00 CO THC CH4 NMHC NOx PM CO2 F/E 0 0 그림 58 NEDC 대비 WLTC 배출물질및연비시험결과비교 시험차량의 NOx 배출량은 NEDC 대비 WLTC 에서약 88% 가증가하여큰차이를나타낸다

64 시험법변경만으로 NOx 배출량이증가한것은첫째, 가속구간의속도변화폭 ( 가속도 ) 증가와 EGR 사용율감소에의한엔진-아웃 NOx 배출량증가, 둘째, 모드주행중 LNT 재생빈도증가에의한미처리 NOx 배출증가로볼수있다. NEDC 대비가속도가증가한 WLTC에서는엔진에요구되는부하가더크고, 따라서연료분사량이증가하며이때발생하는 NOx 발생량이증가하게된다. 일정수준이상의부하조건에서엔진은출력확보를위하여 NOx 발생저감장치인 EGR의사용률을감소시키고, 또한현재의 EGR 밸브는가속시가속페달개도변화를신속히추종하지못하는한계점이존재하여엔진-아웃 NOx 발생량이증가하게된다. 앞절의시험결과에따르면 NEDC에서는 LNT 재생이평균 2회발생하였으며, WLTC의경우 4~5회에달한다. 이것은 WLTC 주행조건중 LNT 재생발생조건이자주충족된다는것이며, 주행중 LNT에흡장된 NOx가재생시환원되면서일부가그대로배출되기때문에 LNT 재생빈도증가에따라 NOx 배출량이증가한것으로볼수있다. 대기온도 23 에서수행된 WLTC 및 NEDC의평균 PN 배출량은 NEDC PN/km, WLTC PN/km로측정되었다. 이산화탄소및연비, 배출가스와 PM 측정결과를아래표에정리하였다. 표 40 시험온도별 NEDC 배출물질측정결과비교 Driving Cycle CO 2 (g/km) CO (g/km) THC (g/km) CH4 (g/km) NMHC (g/km) NOx (g/km) PM (mg/km) PN (#/km) F.E. (km/l) NEDC E WLTC E Dev. -6% -27% -3% +17% -23% +88% +4% +174% +6% 1.0 NOx CO2 CO THC CH4 NMHC x10 11 NOx (g/km) CO 2 CO NOx THC CH 4 NMHC WLTC (25deg) NEDC US06 HWFET CO, THC, CH 4, NMHC (g/km) CO 2 (g/km) WLTC NEDC HWFET 8.0x x x x km/l 15.1 km/l 14.5 km/l 24.0 km/l (a) 주행사이클배출가스및 CO 2 시험결과 (b) 사이클별 PN 측정결과 그림 41 시험사이클별배출가스및 PN 측정결과

65 Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) Vehicle speed (km/h) Vehicle speed T_bDPF T_aDPF T_bDOC NOx_bDOC NOx_aDPF (a) HWFET 시험결과 Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (b) US06 시험결과 0 그림 42 HWFET 및 US06 시험결과비교 그림 41은동일한시험차량의 NEDC와 WLTC 외에미국 5-cycle 주행시험에포함되는 US06, HWFET 시험결과를비교정리한것이다. HWFET 주행모드는고속도로주행모드를모사하는것으로, 765초동안정지없이총 16.51km를평균 77.7km/h로달린다. 평균주행속도가높고정지시간이매우짧아시험차량을포함한대부분의차량은 HWFET 모드에서높은연비및낮은 CO 2, 배출가스, PM, PN을배출한다. 반면 US06는실도로주행조건중급가 감속을반복하는상황을모사한것으로, 592초간평균속도 48.7km/h로총 8.01km를주행한다. US06 모드의평균가속도는 0.42m/s 2 으로, WLTC의 0.41m/s 2 보다미세하게높으며, 순간최대가속도는 2.33m/s 2 으로, WLTC의 1.67m/s 2 에비해월등히높다. US06에서의 NOx 배출량은 0.392g/km로, WLTC의 0.059g/km의 3.5배에달한다. 앞서 WLTC 및 NEDC 시험결과와이시험결과로미루어보아, NOx 배출량은특히가속시가속도에따라크게변화하며, 가속도가커질수록급격히증가한다고볼수있다. 그림 42 (a) 와 (b) 에서두주행모드의대조적인차속프로파일과그에따른 NOx 배출수준을비교할수있다. 실도로배출가스개선과대기중유해물질저감을위해배출가스규제기준결정시실제운전자들의운전패턴을파악하여시험에반영하는것이매우중요하다할수있다. 표 27에각사이클의시험결과를정리하였다

66 표 43 시험사이클별배출가스및 PM, 연비시험결과 Driving Cycle CO 2 (g/km) CO (g/km) THC (g/km) CH4 (g/km) NMHC (g/km) NOx (g/km) PM (mg/km) PN (#/km) F.E. (km/l) WLTC E NEDC E US N/A 14.5 HWFET N/A

67 DPF 재생특성 그림 43는 WLTC 주행중 DPF 재생발생시의온도및 NOx 배출특성을나타낸것이다. DPF 재생을위해서는연료가배기관에서연소되어야하기때문에실린더내에서연소가일어난후에도산소가남아있을수있도록충분한흡기공기량이확보되어야하며, 따라서일정수준이상의차속에도달해야한다. 2회의재생발생시험모두차속 60km/h 이상이되는페이즈 2에서재생구간이시작되었다. DPF 재생중에는연소압생성을위한주 (main) 분사외에필터내에축적된 PM을연소시키기위하여엔진은연료를후분사하며, 후분사된연료는고온의배기가스와함께엔진을빠져나가 DPF에서연소된다 Vehicle speed T_aDPF T_bDOC T_bDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed (km/h) Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF TIME (s) (a) 3 월 3 일 (14 시험 ) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) (b) 3월 11일 (23 시험 ) 그림 44 WLTC 주행중재생발생 0 DPF 재생중에는지속적으로연료후분사가이루어지며, 이때배기관내배기가스는일상적조건에비해매우연료농후한상태로, LNT는 NOx 흡장이아닌재생및환원기능만수행할수있다. 그림 43의두경우모두재생이시작되어 DPF의온도가올라가기시작하는시점에 LNT 역시이러한조건에의해재생이발생하여흡장되었던 NOx를한번에배출하는것을확인할수있다. 또한, DPF 재생이완료될때까지, LNT는 NOx를흡장할수없는조건이유지되므로, 차량의 NOx 배출량은배기후처리장치전 후의차이가거의없으며, 이때

68 LNT 의 NOx 정화율은 0% 에가까운것으로나타났다 Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed T_bDOC T_bDPF T_aDPF NOx_bDOC NOx_aDPF Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) Vehicle speed (km/h) Temperature (degc) NOx Concentration (ppm) TIME (s) TIME (s) 0 (a) 초 (b) 초 그림 45 3 월 11 일시험중 (a) DPF 재생시작및 (b) DPF 재생중 NOx 농도거동 그림 44은위그림 43 (b) 시험중 DPF 재생이시작된 초구간및재생이진행되는중인 초구간을확대한그래프이다. (a) 의 860초지점은앞서 WLTC 시험에서도동일하게 LNT 재생이발생했던구간으로, DPF 재생에의한영향이아닌, 운전조건에의해자연적으로발생한재생으로판단된다. 900초이후후분사에의해 DPF 온도가상승하기시작하며, 약 920초부터후처리장치후단 NOx 농도가급격히증가하기시작하는데, 이때부터 DPF 재생이본격적으로시작된것으로보인다. (b) 그래프는 DPF 재생이진행중인구간을확대한것이며, NOx 후처리장치전 후단을각각나타내는붉은색과검정색그래프의수준차이가거의드러나지않는만큼, DPF 재생중에는 NOx 후처리장치 (LNT) 의작동이불가능한것을확인할수있다. 시험법규정은따라사이클주행중 DPF 재생이발생하면해당시험은무효로하고, 재생이종료되고 DPF에일정수준의 PM이축적될때까지차량을운전한후, 다시시험하도록하고있다. 즉 DPF 재생에의한급격한 PM 및 NOx 배출량증가는배출가스인증시험대상에서제외되는것이다. 그러나실제도로위의경유승용차는주기적으로 DPF와 LNT 재생이발생하므로, 차량에서배출되는 PM 및 NOx의대기환경영향을줄이고자한다면지속적인모니터링은물론배출되는유해물질을실질적으로저감할수있는기술적대안이필요할것으로판단된다

69 3. WLTP 의국내도입가능성및대응방안 3.1. GTR No. 15 기술규정상세분석및연구동향 WLTC 는 NEDC 대비타행주행시험 (Coast-down Test), 차량중량및시험온도의차이로인 해규제배출가스및이산화탄소배출수준에서차이를보인다. 차량시험절차는기존 NEDC 대비모호한시험절차를상세히규정함에따라제작사의유 연성측면이배제되어보다엄격한시험기준이정의되었다. 이에따라자동차규제배출가스 및이산화탄소배출량규제의실효성이강화되는효과가기대된다. 특히 de-pm/de-nox 시스템의시험전배출가스의포집상태에따라서배출량이차이가있 는것으로확인되어이에대한상세한분석및데이터확보가필요할것으로보인다 WLTC Extra-high 구간의포함 일본과인도의경우, 자국도로주행여건을반영해볼때, Extra-high 구간은해당차급의 WLTC 모드에서배제하는것으로결정하였다. 경유승용차의경우, High 및 Extra-high 구간에서 NEDC 대비가속도증가, EGR cut-off 및 LNT 재생현상으로 NOx 배출량이증가하고배출가스후처리시스템의 de-nox 성능에도영 향을미칠것으로판단된다. 국내경유승용차량에주로적용되는 de-nox 시스템인 LNT는현행인증시험모드인 NEDC 에서는일정수준의 de-nox 성능을보이며, 재생에의한 NOx 배출량변화영향이크지않으나, WLTC의 High 및 Extra-high 에서는운전요구조건에따라 Engine-out NOx 발생량증가및 LNT 재생빈도증가, EGR 사용량감소등에의해정화효율이하락하는것으로판단되며향후 EURO6 배출규제수준과 RDE 도입에따른 NOx 배출물의적합성인자 (CF) 를고려하여 SCR을포함한 NOx 배출저감대책을고려해야한다. 국내자동차인증법규로써 RDE(Real Driving Emission) 시험방법을도입하는방안이검토 중임에따라, 실도로 NOx/PM 배출량저감및국내운전자들의실도로주행여건반영을위 해 Extra-high 구간을포함해야할것으로보인다 유종별승용차량의 WLTP 시험방법도입방안 신규인증모드및절차의도입을위해차량중량, 유종및배출가스후처리시스템별기존

70 인증모드및절차와의시험상관성평가에대한폭넓은연구가필요할것으로판단된다. 유럽은현행 NEDC 모드에서향후 WLTC 모드로전환하는것에대비하여, 본격적으로 WLTP 가적용되기이전의천이기간중에는두인증시험모드및절차를병행하는방안을검토 중이며국내의경우도유사하게 WLTP 시험방법을도입할필요가있다. 특히, 가솔린및 LPG 차량에신규인증모드를확대적용시, 국내 CO 2 배출량및연료소비 율기준에도영향을미치므로관련정부부처및연구기관의상세한검토가요구되며기존 의국내인증법규와의상관성을모니터링하고이에대해대응해야할것으로판단된다. 현재유럽의인증법규전환과함께국내기존경유승용차량의인증법규인 NEDC를 WLTP 로우선전환한후, 향후가솔린및 LPG 차량으로확대적용하는방안에대해검토할필요가있을것으로보인다. 신규인증법규적용시기및적용여부와해당차종의배출가스기준에대한사항은정부, 제작사및인증기관간의폭넓은사전논의가필요하다

71 제 Ⅲ 장참고문헌및부록 1. 참고문헌 1. Use Emissions Testing of Light-Duty Diesel Vehicles in the United States, WVU, Road load determination of passenger cars, TNO, Influence of Rolling Resistance on CO 2, ICCT, Proposed Advisory Circular No. 55C Alternative Dynamometer Power absorber settings, EPA, Roal Load Measurement Using Onboard Anemometry and Coastdown Techniques, SAE, THE WLTP: How a new test procedure for cars will affect fuel consumption values in the EU, ICCT, RDE and WLTP current trends in European emissions legislation, TUV NORD, A Comparison of Light-Duty Vehicle Emissions Over Different Test Cycles and in Real Driving Conditions, AECC, WLTP Overview, Volkswagen, Development of Test Cycle Conversion Factors Among Worldwide Light-Duty Vehicle CO 2 Emission Standards, ICCT, Supporting Analysis regarding Test Procedure Flexibilities and Technology Deployment for 12. Review of the Light Duty Vehicle CO 2 Regulations, TNO, 운행조건별경유차배출특성조사연구, 교통환경연구소, 소형차실제도로주행배출가스특성연구 : 이동식배출가스측정장비 (PEMS) 활용, 교통환경연구소, UN WP29 소형차배출가스측정방법국제표준화동향, 교통환경연구소, 소형차실제도로주행배출가스관리제도동향및연구사례, 교통환경연구소, 소형차의실제도로주행배출가스평가제도의국내도입에관한연구, 교통대학교, 국제표준화대응소형제작차배출가스관리제도설정에관한연구, 교통환경연구소, 소형차배출가스시험방법국제표준화를위한국내주행패턴연구, 아주대학교, 지역별주행저항및연비시험방법, 현대자동차, Coastdown Test를이용한주행저항측정방법소개, Development of a World-wide Worldwide harmonized Light duty driving Test Cycle (WLTC), UN/ECE/WP.29/GRPE/WLTP-IG DHC subgroup, Global technical regulation No.15, Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure, UN/ECE, 참고홈페이지 1. (United Nations Economic Commission for Europe)

72 3. 부록 -WLTP GTR No. 15 기술규정분석 3.1. 자동차종류에따른국제표준주행모드 (WLTC) 그림 68 차량비출력 (power to mass ratio) 과최대속도에따른차량구분 한국, 유럽, 일본, 미국, 인도가참여하여각국가별데이터를수집하고국가별도로교통량에따라가중계수를적용하여전세계의도로주행특성 ( 속도-가속도분포 ) 을대표하는 WLTC 주행모드 (WLTC ver.1) 를개발하였다. 이후각국가에서 Validation test를통해주행모드를수정및확정 (WLTC ver.2 ~ ver.5.3) 하였으며차종별주행모드를구분하고, 모드를추종하지못하는차종에대한시험방법과변속시점등을결정하였다. WLTC 주행모드는차량의비출력 (power to mass ratio) 과최대속도에따라서그림 19 와같 이차량의차급 (class) 을구분하여적용할예정이다. 그림 27 에서차량의출력 (power) 는정격 출력을, 중량 (mass) 은공차중량을나타낸다. 차량비출력이 22kW/ton 이하의매우낮은출력의차량은 Class 1, 22 ~ 34kW/ton 의낮은 출력의차량은 Class 2, 34kW/ton 을초과하는일반적인출력수준의차량은 Class 3 에해당 한다. 현재한국에서인증을받고있는모든경 중형차는 Class 3 에속한다. WLTC 주행모드에는총 4 구간인저속 (Low phase), 중속 (Medium phase), 고속 (High phase), 초고속 (Extra-high phase) 구간으로이루어져있으며, 초고속구간은협정국의조건과의사에 따라제외할수있다

73 그림 69 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 1 ) 구간 그림 70 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 1 ) 구간 Class 1 에속하는차량에대한 WLTC 주행모드는저속 (Low 1 ) 구간, 중속 (Medium 1 ) 구간및 추가저속 (Low 1 ) 구간으로이루어져있다. 그림 28 및표 6 는저속구간을, 그림 29 및표 7 은중속구간을나타낸다

74 표 46 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 1 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

75 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

76 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

77 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

78 표 50 Class 1 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 1 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

79 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

80 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

81 Class 2 에속하는차량에대한 WLTC 주행모드는저속 (Low 2 ) 구간, 중속 (Medium 2 ) 구간, 고 속 (High 2 ) 구간및초고속 (Extra-high 2 ) 구간으로이루어져있다. 그림 30~33 및표 3~6 은 Class 2 의각구간을나타낸것이다. Class 2 에속하는차량에대한 WLTC 주행모드중초고속구간은협정국의조건과의사에 따라제외할수있다. 그림 71 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 2 ) 구간 그림 72 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 2 ) 구간

82 그림 73 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 2 ) 구간 그림 74 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high 2 ) 구간

83 표 53 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

84 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

85 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

86 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

87 표 57 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

88 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

89 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

90 표 60 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

91 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

92 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

93 표 63 Class 2 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high 2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

94 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

95 Class 3 에속하는차량중최고속도가 120km/h 미만인차량은 Class 3a 로분류하며, 이에 대한 WLTC 주행모드는저속 (Low 3 ) 구간, 중속 (Medium 3-1 ) 구간, 고속 (High 3-1 ) 구간및초고속 (Extra-high 3 ) 구간으로이루어져있다. Class 3에속하는차량중최고속도가 120km/h 이상인차량은 Class 3b로분류하며, 이에대한 WLTC 주행모드는저속 (Low 3 ) 구간, 중속 (Medium 3-2 ) 구간, 고속 (High 3-2 ) 구간및초고속 (Extra-high 3 ) 구간으로이루어져있다. 그림 34~39 및표 12~17는 Class 3(Class 3a 및 Class 3b) 의각구간을나타낸것이다. 그림 75 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 3 ) 구간 그림 76 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 3-1 ) 구간

96 Class 3 에속하는차량에대한 WLTC 주행모드중초고속구간은 Class 2 와마찬가지로협정 국의조건과의사에따라제외할수있다. 그림 77 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 3-2 ) 구간 그림 78 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 3-1 ) 구간 차급과관계없이모든저속구간이 589 초, 모든중속구간이 433 초, 모든고속구간이 455 초모든초고속구간이 323 초지속된다. 이에따라초고속구간을포함하는 WLTC 주행모드 의경우총주행시간은 1800 초이다. 하이브리드차량, 플러그인하이브리드차량및전기자동차의경우 Class 3(Class 3a 및 Class 3b) 에해당하는차량에대한 WLTC 주행모드및 WLTC city 주행모드를사용하여시험한다

97 그림 79 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 3-2 ) 구간 그림 80 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high 3 ) 구간 WLTC city 주행모드는저속구간과중속구간으로만구성되며, 상기차종 ( 하이브리드차량, 플러그인하이브리드차량및전기자동차 ) 의경우저속 (Low3) 구간및중속 (Medium3-1 혹은 Medium3-2) 구간으로시험하는것을원칙으로한다. WLTC 주행모드는시험차량의비출력과최고속도에의해서결정되나, 비출력이 Class 1에해당하는차량중매우출력이낮은차량이나 Class 1과 Class 2의경계및 Class 2와 Class 3의경계에있는차량의경우주행모드를추종하는데있어어려움이있는것으로보고된바있다

98 표 65 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의저속 (Low 3 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

99 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

100 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

101 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

102 표 69 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 3-1 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

103 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

104 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

105 표 72 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 3-2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

106 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

107 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

108 표 75 Class 3a 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 3-1 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

109 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

110 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

111 표 78 Class 3b 차량에대한 WLTC 주행모드의고속 (High 3-2 ) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

112 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

113 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

114 표 81 Class 3 차량에대한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high3) 구간 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

115 (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h) (s) (km/h)

116 인도는자국의 Class 1에해당하는차량의상당수가 WLTC 주행모드를추종하지못한다는점을주장해왔다. 또한자국의최대속도 120km/h 이상차종중일부는초고속구간을추종하지못하거나, 추종하더라도상당기간전부하 (WOT; Wide Open Throttle) 조건에서운전되므로허용오차를 15% 까지허용해줄것을요청한바있다. 일본은자국의주도로사정을고려해볼때 WLTC 주행모드에서초고속구간은실제도로 주행특성의반영정도가떨어진다고판단하여제도도입시에제외하는방향으로논의중 에있다. 미국, 유럽의경우아시아권대비고속구간의비율이높고, 최고속도가높은수준이므로 WLTC 초고속구간이이들의도로특성을상당히잘반영하는것으로볼수있으나, 아시아권은초고속구간포함시 WLTC 주행모드의실제도로의특성을반영하는수준이비교적떨어지는것으로판단된다. 각차급에대한 WLTC 주행모드를추종하지못하는차량은다운스케일 (down-scale) 방법을 사용하여차속과가속도를하향조정하여보정된주행모드를적용할수있다. Class 1 에해당하는차량에관한다운스케일방법은주행모드내 651 초부터 906 초까지의구 간에서적용하는것을원칙으로한다. 구간내가속도 ( ) 는다음의식으로표현할수 있다. : 차속 (km/h) : 651 초부터 906 초까지의시간 (sec) 651 초부터 848 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하여 보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. ( = 651 초일때 ) : 651 초부터 848 초까지의시간 (sec) 849 초부터 906 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하여

117 보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. : 849 초부터 906 초까지의시간 (sec) 906 초에서기존의차속인 36.7km/h 와보정된차속을일치하도록가속도에감속과관련된 보정계수 ( ) 를다음과같이계산하여위식에적용하도록한다. 다운스케일방법이적용되는구간은 Class 1 에해당하는차량에관한 WLTC 주행모드의중 속 (Medium 1 ) 구간에해당하며, 예를들어다운스케일계수 ( ) 를 0.25 로가정하 여다운스케일방법을적용하면그림 40 와같이보정된주행모드를얻을수있다. 그림 81 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의중속 (Medium 1 ) 구간 Class 2 에해당하는차량에관한다운스케일방법은주행모드내 1520 초부터 1742 초까지의 구간에서적용하는것을원칙으로한다. 구간내가속도 ( ) 는다음의식으로표현할 수있다

118 : 차속 (km/h) : 1520 초부터 1742 초까지의시간 (sec) 1520 초부터 1725 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하 여보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. ( = 1520 초일때 ) : 1520 초부터 1724 초까지의시간 (sec) 1726 초부터 1742 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하 여보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. : 1726 초부터 1742 초까지의시간 (sec) 1743 초에서기존의차속인 90.4km/h 와보정된차속을일치하도록가속도에감속과관련된 보정계수 ( ) 를다음과같이계산하여위식에적용하도록한다. 다운스케일방법이적용되는구간은 Class 2 에해당하는차량에관한 WLTC 주행모드의초 고속 (Extra-high 2 ) 구간에해당하며, Class 1 과같은방식으로다운스케일방법을적용하면그 림 26 과같이보정된주행모드를얻을수있다. Class 3 에해당하는차량에관한다운스케일방법은주행모드내 1533 초부터 1762 초까지의 구간에서적용하는것을원칙으로한다. 구간내가속도 ( ) 는다음의식으로표현할 수있다

119 : 차속 (km/h) : 1533 초부터 1762 초까지의시간 (sec) 1533 초부터 1724 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하 여보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. 그림 82 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high 2 ) 구간 ( = 1533 초일때 ) : 1533 초부터 1723 초까지의시간 (sec) 1725 초부터 1762 초까지의구간에서주행모드의기존차속 ( ) 은다음의식으로계산하 여보정된차속 ( ) 으로적용할수있다. : 1725 초부터 1762 초까지의시간 (sec) 1763 초에서기존의차속인 82.6km/h 와보정된차속을일치하도록가속도에감속과관련된

120 보정계수 ( ) 를다음과같이계산하여위식에대입한다. 다운스케일방법이적용되는구간은 Class 3 에해당하는차량에관한 WLTC 주행모드의초 고속 (Extra-high 3 ) 구간에해당하며, Class 1, 2 와같은방식으로다운스케일방법을적용하면 그림 42 와같이보정된주행모드를얻을수있다. 그림 83 다운스케일방법을적용한 WLTC 주행모드의초고속 (Extra-high 3 ) 구간 다운스케일방법적용시다운스케일계수 ( ) 는시험차량의해당주행모드구간에서 최대소요출력 ( ) 과시험차량의정격출력 ( ) 의비 ( ) 의함수로표현된 다. WLTC 주행모드내특정시간, 에서의최대소요출력, 은도로주행저항계수 (, 및 ) 및시험중량 (TM; test mass) 의함수로서다음과같이계산된다. : Unladen mass + Driver&Luggage (100kg)+ Optional equipment + Payload (15% of LM-RM )

121 도로주행저항계수 (, 및 ) 는타행주행시험혹은그와동등한효과의적절한방 법으로결정하도록한다. WLTC 주행모드에서구간내최대소요출력에가까운출력이필요한특정시간 ( ) 과, 이때 대응하는차속 ( ) 과가속도 ( ) 는차급별로각각다음과같다. Class 1 : Class 2 : Class 3 : 최대소요출력과차량의정격출력의비, 는다음의식으로계산한다. 다운스케일계수, 는다음의식으로계산한다. ( 일때 ) ( 일때 ) 위식에서필요한계수인, 및 는차급별로각각다음과같다. Class 1 : Class 2 : ( 의차량의경우, 가 105km/h 이하의차량은다 운스케일방법을적용하지않음 ) Class 3 : ( 의차량의경 우 ) ( 의차량의경 우 ) 위의수식을통해구한다운스케일계수는수학적으로소수점이하 1 자리에서반올림하며, 그

122 것이 1% 를넘는경우에만다운스케일방법을적용하도록한다. 차량의최고속도가다운스케일방법을사용하여보정한주행모드내최고속도보다낮은경 우, 해당모드주행기간에서그차량의최고속도에서주행시킨다. 다운스케일방법을사용한주행모드의속도프로파일을추종하지못하고특정기간동안허용 오차를벗어날경우, 가속페달을최대로밟은상태로주행하도록한다. 해당주행기간에한 해서속도프로파일을벗어나도규정을준수한것으로인정한다. 다운스케일방법을사용한주행모드의속도프로파일을추종하지못하고특정기간동안허용 오차를벗어날경우, 가속페달을최대로밟은상태로주행하도록한다. 해당주행기간에한 해서속도프로파일을벗어나도규정을준수한것으로인정한다. WLTC 주행모드에서는기존의시험절차인 NEDC 주행모드와는달리수동변속기를장착한차량의각차량조건 ( 정격출력, 아이들엔진회전수, 최대기어단수, 시험중량등 ) 에따라계산을통해차량별로기어단수와변속시점을개별적으로설정하여시험하도록규정하고있다. 차대동력계에서수동기어장착차량의 WLTC 주행모드시험을수행할시주행모드변속시 점을계산하기위해필요한변수는다음과같다. : 제작사에서명시한차량의정격출력 : 최대출력이발생하는엔진회전수의범위를평균한정격엔진회전수 : 아이들상태의엔진회전수 ( 로 계산하도록하며단, 제작사의요청이있을경우더높은값을사용하여도좋다.) : 기어단수 : 차량주행시 3 단이상의기어단수에서의최소엔진회전수 : 각기어단수 ( ) 에서엔진회전수 ( ) 를차속 ( ) 으로나눈 비율 : 시험차량의중량 (kg) : 타행주행시험으로결정되는도로주행저항계수이며, 각각의단위는,, 으로표시한다. : 정규화한성능곡선에서정격엔진회전수 아이들회전수로정

123 규화한엔진회전수 ( ) 에서의정규화한정격출 력값 주행모드내속도프로파일마다시간 (j, 초 ) 에대하여주행저항을극복하기위한소요출력 (, kw) 은다음의식으로계산한다. : 도로주행저항계수 ( ) : 속도에의해결정되는도로주행저항계수 ( ) : 속도의제곱에의해결정되는도로주행저항계수 ( ) : j 초에서의차속 (km/h) : j 초에서의가속도 ( ), : 가속시차량의관성저항과관련된계수 : 시험차량의중량 (kg) 엔진의회전수를결정하기위해서차량의속도가 1km/h 일때에대하여아이들엔진 회전수 ( ) 로설정하고클러치를연결하여기어를중립으로한다. 주행모드내차속이 1km/h 인구간에대해각기어단수 ( =1~ ) 에서의엔진회전수 ( ) 는다 음과같이계산한다. 기어단수, 에서의최고엔진회전수및최저엔진회전수는다음과같이계산한다. =1 일때 : =2 일때및 일때 : 2 일때 :,

124 일때클러치를해제한다. j 초에서차속, 에의해결정되는엔진회전수, 가 의영역 에속하는모든기어단수, 를유효기어단수로결정한다. 가용출력 ( ) 은각유효기어단수 ( ) 에서다음과같이계산한다. : 정격출력 (kw) : 정규화한엔진회전수, : 정규화한성능곡선에서정격엔진회전수 아이들회전수로정규화한 엔진회전수 ( ) 에서의정규화한정격출력값 : 엔진의전부하성능곡선및천이상태에서가용출력의차이에관계된안전 마진, 0.9 로설정 : 정격엔진회전수 유효기어단수가운데시험에사용할유효기어는다음의조건에따라결정하도록한다. 및 주행모드에서 j 초에초기에사용할기어는유효기어단수가운데가장높은 한다. 정지상태에서출발할경우는 1 단기어만사용하도록한다. 로 자동차연료는지역별로시장규격이차이가존재하기때문에서로다른기준연료를설정 할필요가있다. 그러나 WLTC GTR 기술규정에서는배출가스의배출량측정및연료소비율 의계산을위해표 18~33 에제시된바와같은기준연료를제시하고있다. 협정국은자국의기준연료를 WLTC GTR 기술규정에따라제시된기준연료혹은그대체 연료로써제시된연료로설정하는데합의해야하나, 협정국의의사에따라서는지역별연료 의규격을반영하여개별적으로기준연료를설정할수있는권리를인정한다

125 표 83 Gasoline/Petrol ( 공칭 90 RON, E0) Fuel Property or Substance Name Unit Standard Minimum Maximum Test method Research octane number, RON JIS K2280 Motor octane number, MON JIS K2280 Density g/cm³ JIS K2249 Vapour pressure kpa JIS K2258 Distillation: 10 % distillation temperature K ( C) 318 (45) 328 (55) JIS K % distillation temperature K ( C) 363 (90) 373 (100) JIS K % distillation temperature K ( C) 413 (140) 443 (170) JIS K2254 final boiling point K ( C) 488 (215) JIS K2254 olefins JIS K JIS K aromatics JIS K JIS K JIS K benzene 1 JIS K JIS K JIS K Oxygen content not to be detected JIS K JIS K JIS K Existent gum mg/100ml 5 JIS K2261 Sulphur content Wt ppm 10 JIS K JIS K JIS K JIS K Lead content not to be detected JIS K2255 JIS K Ethanol not to be detected JIS K JIS K Methanol not to be detected JIS K JIS K JIS K JIS K MTBE not to be detected JIS K JIS K JIS K JIS K Kerosene not to be detected JIS K JIS K

126 표 84 Gasoline/Petrol ( 공칭 91 RON, E0) Fuel Property or Substance Name Unit Standard Minimum Maximum Test method Research octane number, RON KS M 2039 Vapour pressure kp Summer KS M ISO a Winter Distillation: 10 % distillation temperature ー C - 70 ASTM D86 50 % distillation temperature ー C ASTM D86 90 % distillation temperature ー C ASTM D86 final boiling point ー C ASTM D86 Residue % v/v ASTM D86 Water content vol % KS M 2115 olefins (1) vol % - 16(19) KS M 2085, ASTM D6296,D6293, D6839 aromatics (1) vol % - 24 (21) benzene vol % KS M 2407, ASTM D3606, D5580,D6293, D6839,PIONA KS M 2407, ASTM D3606, D5580,D6293, D6839,PIONA Oxygen content wt % KS M 2408, ASTM D4815, D6839 Unwashed gum mg/100ml - 5 KS M 2041 Sulphur content wt ppm - 10 KS M 2027, ASTM D5453 Lead content mg/l - 13 KS M 2402, ASTM D3237 Phosphorus content mg/l KS M 2403, ASTM D3231 Methanol wt % KS M 2408 Oxidation stability min KS M 2043 Copper corrosion 50, 3h - 1 KS M 2018 Colour Yellow - - Sensory test (1) The standard in brackets may apply for olefins. In this case, the value in brackets for aromatics shall apply

127 표 85 Gasoline/Petrol ( 공칭 100 RON, E0) Fuel Property or Substance Name Unit Standard Minimum Maximum Test method Research octane number, RON JIS K2280 Motor octane number, MON JIS K2280 Density g/cm³ JIS K2249 Vapour pressure kpa JIS K2258 Distillation: 10 % distillation temperature K ( C) 318 (45) 328 (55) JIS K % distillation temperature K ( C) 363 (90) 373 (100) JIS K % distillation temperature K ( C) 413 (140) 443 (170) JIS K2254 final boiling point K ( C) 488 (215) JIS K2254 olefins JIS K JIS K aromatics JIS K JIS K JIS K benzene 1 JIS K JIS K JIS K JIS K Oxygen content not to be detected JIS K JIS K Existent gum mg/100 ml 5 JIS K2261 JIS K Sulphur content Wt ppm 10 JIS K JIS K JIS K Lead content not to be detected JIS K2255 Ethanol not to be detected JIS K JIS K JIS K Methanol not to be detected JIS K JIS K JIS K JIS K MTBE not to be detected JIS K JIS K JIS K JIS K Kerosene not to be detected JIS K JIS K

128 표 86 Gasoline/Petrol ( 공칭 94 RON, E0) Fuel Property or Substance Standard Unit Name Minimum Maximum Test method Research octane number, RON 94 - KS M 2039 Vapour pressure kpa Summer Winter KS M ISO 3007 Distillation: 10 % distillation temperature ー C - 70 ASTM D86 50 % distillation temperature ー C ASTM D86 90 % distillation temperature ー C ASTM D86 final boiling point ー C ASTM D86 Residue % v/v 2.0 ASTM D86 Water content vol % 0.01 KS M 2115 olefins (1) vol % 16 (19) KS M 2085, ASTM D6296,D6293,D68 39 aromatics (1) vol % 24 (21) benzene vol % 0.7 KS M 2407, ASTM D3606, D5580,D6293,D68 39,PIONA KS M 2407, ASTM D3606, D5580,D6293,D68 39,PIONA Oxygen content wt % 2.3 KS M 2408, ASTM D4815, D6839 Unwashed gum mg/100ml 5 KS M 2041 Sulphur content wt ppm 10 KS M 2027, ASTM D5453 Lead content mg/l 13 KS M 2402, ASTM D3237 Phosphorus content mg/l 1.3 KS M 2403, ASTM D3231 Methanol wt % 0.01 KS M 2408 Oxidation stability min KS M 2043 Copper corrosion 50, 3h 1 KS M 2018 Colour Green - - Sensory Test (1) The standard in brackets may apply for olefins. In this case, the value in brackets for aromatics shall apply

129 Parameter 표 87 Gasoline/Petrol ( 공칭 95 RON, E5) Unit Research octane number, RON 95 Motor octane number, MON 85 Limits (1) Minimum Maximum Test method EN EN Density at 15 C kg/m EN ISO 3675 EN ISO Vapour pressure kpa EN ISO (DVPE) Water content % v/v ASTM E 1064 Distillation: evaporated at 70 C % v/v EN-ISO 3405 evaporated at 100 C % v/v EN-ISO 3405 evaporated at 150 C % v/v EN-ISO 3405 final boiling point C EN-ISO 3405 Residue % v/v 2 EN-ISO 3405 Hydrocarbon analysis: olefins % v/v 3 13 ASTM D 1319 aromatics % v/v ASTM D 1319 benzene % v/v 1 EN saturates % v/v To be recorded ASTM 1319 Carbon/hydrogen ratio To be recorded Carbon/oxygen ratio To be recorded Induction period (2) minutes 480 EN-ISO 7536 Oxygen content (3) % m/m To be recorded EN 1601 Existent gum mg/ml 0.04 EN-ISO 6246 Sulphur content (4) mg/kg 10 EN ISO EN ISO Copper corrosion Class 1 EN-ISO 2160 Lead content mg/l 5 EN 237 Phosphorus content (5) mg/l 1.3 ASTM D 3231 Ethanol (3) % v/v EN 1601 EN (1) The values quoted in the specifications are true values. In establishing of their limit values the terms of ISO 4259 "Petroleum products Determination and application of precision data in relation to methods of test" have been applied and in fixing a minimum value, a minimum difference of 2R above zero has been taken into account; in fixing a maximum and minimum value, the minimum difference is 4R (R = reproducibility). Notwithstanding this measure, which is necessary for technical reasons, the manufacturer of fuels shall nevertheless aim at a zero value where the stipulated maximum value is 2R and at the mean value in the case of quotations of maximum and minimum limits. Should it be necessary to clarify whether a fuel meets the requirements of the specifications, the terms of ISO 4259 shall be applied. (2) The fuel may contain oxidation inhibitors and metal deactivators normally used to stabilize refinery gasoline streams, but detergent/dispersive additives and solvent oils shall not be

130 added. (3) Ethanol meeting the specification of EN is the only oxygenate that shall be intentionally added to the reference fuel. (4) The actual sulphur content of the fuel used for the Type 1 test shall be recorded. (5) There shall be no intentional addition of compounds containing phosphorus, iron, manganese, or lead to this reference fuel. 표 88 Gasoline/Petrol ( 공칭 95 RON, E10) Parameter Unit Limits (1) Test method (2) Minimum Maximum Research octane number, RON (3) EN ISO 5164 Motor octane number, MON (3) EN ISO 5163 Density at 15 C kg/m EN ISO Vapour pressure kpa EN Water content % v/v Distillation: max 0.05 Appearance at -7 C: clear and bright EN evaporated at 70 C % v/v EN-ISO 3405 evaporated at 100 C % v/v EN-ISO 3405 evaporated at 150 C % v/v EN-ISO 3405 final boiling point C EN-ISO 3405 Residue % v/v 2 EN-ISO 3405 Hydrocarbon analysis: olefins % v/v 6 13 EN aromatics % v/v EN benzene % v/v 1 EN EN 238 saturates % v/v To be recorded EN Carbon/hydrogen ratio To be recorded Carbon/oxygen ratio To be recorded Induction period (4) minutes 480 EN-ISO 7536 Oxygen content (5) % m/m EN Solvent washed gum mg/ 100 (Existent gum content) Sulphur content (6) mg/kg 10 ml 4 EN-ISO 6246 EN ISO EN ISO Copper corrosion Class 1 EN-ISO 2160 Lead content mg/l 5 EN 237 Phosphorus content (7) mg/l 1.3 ASTM D 3231 Ethanol (5) % v/v 9 10 EN (1) The values quoted in the specifications are true values. In establishing of their limit values the terms of ISO 4259 "Petroleum products - Determination and application of

131 precision data in relation to methods of test" have been applied and in fixing a minimum value, a minimum difference of 2R above zero has been taken into account; in fixing a maximum and minimum value, the minimum difference is 4R (R = reproducibility). Notwithstanding this measure, which is necessary for technical reasons, the manufacturer of fuels shall nevertheless aim at a zero value where the stipulated maximum value is 2R and at the mean value in the case of quotations of maximum and minimum limits. Should it be necessary to clarify whether a fuel meets the requirements of the specifications, the terms of ISO 4259 shall be applied. (2) Equivalent EN/ISO methods will be adopted when issued for properties listed above. (3) A correction factor of 0.2 for MON and RON shall be subtracted for the calculation of the final result in accordance with EN 228:2008. (4) The fuel may contain oxidation inhibitors and metal deactivators normally used to stabilise refinery gasoline streams, but detergent/dispersive additives and solvent oils shall not be added. (5) Ethanol is the only oxygenate that shall be intentionally added to the reference fuel. The Ethanol used shall conform to EN (6) The actual sulphur content of the fuel used for the Type 1 test shall be recorded. (6) There shall be no intentional addition of compounds containing phosphorus, iron, manganese, or lead to this reference fuel

132 Limits (1) Parameter Unit Minimum Maximum Test method (2) Research octane number, RON 95 EN ISO 5164 Motor octane number, MON 85 EN ISO 5163 Density at 15 kg/m 3 To be recorded ISO 3675 Vapour pressure kpa EN ISO (DVPE) Sulphur content (3)(4) mg/kg 10 EN ISO EN ISO Oxidation stability minutes 360 EN ISO 7536 Existent gum content (solvent washed) mg/100ml 5 EN-ISO 6246 Appearance: This shall be determined at ambient temperature or 15 whichever is higher. Clear and bright, visibly free of suspended or precipitated contaminants Ethanol and higher alcohols (7) % (V/V) Visual inspection EN 1601 EN EN Higher alcohols (C3-C8) % (V/V) 2 Methanol % (V/V) 0.5 Petrol (5) % (V/V) Balance EN 228 Phosphorus mg/l 0.3 (6) ASTM D 3231 Water content % (V/V) 0.3 ASTM E 1064 Inorganic chloride content mg/l 1 ISO 6227 phe ASTM D 6423 Copper strip corrosion (3h at 50 ) Rating Class 1 EN ISO 2160 Acidity, (as acetic acid CH3COOH) Carbon/hydrogen ratio Carbon/oxygen ratio 표 89 Ethanol ( 공칭 95 RON. E85) % (m/m) (mg/l) Record Record ASTM D 1613 (1) The values quoted in the specifications are true values. In establishing of their limit values the terms of ISO 4259 "Petroleum products Determination and application of precision data in relation to methods of test"have been applied and in fixing a minimum value, a minimum difference of 2R above zero has been taken into account; in fixing a maximum and minimum value, the minimum difference is 4R (R = reproducibility). Notwithstanding this measure, which is necessary for technical reasons, the manufacturer of fuels shall nevertheless aim at a zero value where the stipulated maximum value is 2R and at the mean value in the case of quotations of maximum and minimum limits. Should it be necessary to clarify whether a fuel meets the requirements of the specifications, the terms of ISO 4259 shall be applied. (2) In cases of dispute, the procedures for resolving the dispute and interpretation of the

133 results based on test method precision, described in EN ISO 4259 shall be used. (3) In cases of national dispute concerning sulphur content, either EN ISO or EN ISO shall be called up (similar to the reference in the national Annex of EN 228). (4) The actual sulphur content of the fuel used for the Type 1 test shall be recorded. (5) The unleaded petrol content can be determined as 100 minus the sum of the percentage content of water and alcohols. (6) There shall be no intentional addition of compounds containing phosphorus, iron, manganese, or lead to this reference fuel. (7) Ethanol to meet specification of EN is the only oxygenate that shall be intentionally added to this reference fuel

134 표 90 LPG (A 및 B) Parameter Unit Fuel E1 Fuel E2 Fuel J Fuel K Test method Composition: ISO 7941 Winter: C3-content % vol 30 ± 2 85 ± 2 min 15, max 35 Summer: max 10 KS M ISO 7941 Propane and Min 20, % mole propylene content max 30 JIS K2240 Winter: C4-content % vol Balance min 60, Summer: min 85 KS M ISO 7941 Butane and Min 70, butylene content max 80 JIS K2240 Butadiene max 0.5 KS M ISO 7941 < C3, > C4 % vol Max 2 Max 2 Olefins % vol Max 12 Max 15 Evaporation residue mg/kg Max 50 Max 50 Evaporation residue (100ml) ml ASTM D2158 Water at 0 C Free mg/kg Max 10 Max 10 ASTM 6667 Total sulphur KS M 2150, content Max 40 ASTM D4486, ASTM D5504 Hydrogen sulphide None None ISO 8819 Copper strip corrosion rating Class 1 Class 1 ISO 6251 (1) Copper corrosion 40,1h - 1 KS M ISO 6251 Odour Characteristic Motor octane EN 589 Min 89 Min 89 number Annex B Vapour KS M ISO 4256 MPa pressure(40 ) KS M ISO 8973 KS M 2150, Density(15 ) kg/m³ KS M ISO 3993 KS M ISO 8973 (1) This method may not accurately determine the presence of corrosive materials if the sample contains corrosion inhibitors or other chemicals which diminish the corrosivity of the sample to the copper strip. Therefore, the addition of such compounds for the sole purpose of biasing the test method is prohibited

135 표 91 G20 High Gas ( 공칭 100% Methane) Characteristics Units Basis Limits Minimum Maximum Test method Composition: Methane % mole ISO 6974 Balance (1) % mole 1 ISO 6974 N 2 % mole ISO 6974 Sulphur content mg/m 3(2) 10 ISO Wobbe Index (net) MJ/m 3(3) (1) Inerts (different from N 2 ) + C2 + C2 +. (2) Value to be determined at K(20 ) and kPa. (3) Value to be determined at K(0 ) and kPa. 표 92 K-Gas ( 공칭 88% Methane) Characteristics Units Limits Minimum Maximum Methane % v/vvol% Ethane % v/vvol% C 3 + hydrocarbon % v/vvol% C 6 + hydrocarbon % v/vvol% Sulphur content ppm - 40 Inert gas(co 2, N 2,etc.) vol% Test method KS M ISO 6974, ASTM D1946, ASTM D , JIS K 0114 KS M ISO 6974, ASTM D1946, ASTM D , JIS K 0114 KS M ISO 6974, ASTM D1946, ASTM D , JIS K 0114 KS M ISO 6974, ASTM D1946, ASTM D , JIS K 0114 KS M ISO , KS M ISO 19739, ASTM D5504, JIS K 0127 KS M ISO 6974, ASTM D1946, ASTM D , JIS K

136 표 93 G25 Low Gas ( 공칭 86% Methane) Characteristics Units Basis Limits Minimum Maximum Test method Composition: Methane % mole ISO 6974 Balance (1) % mole 1 ISO 6974 N 2 % mole ISO 6974 Sulphur content mg/m 3(2) 10 ISO Wobbe Index (net) MJ/m 3(3) (1) Inerts (different from N 2 ) + C2 + C2 +. (2) Value to be determined at K(20 ) and kPa. (3) Value to be determined at K(0 ) and kPa. Characteristics 표 94 J-Gas ( 공칭 85% Methane) Units Methane % mole 85 Limits Minimum Ethane % mole 10 Propane % mole 6 Butane % mole 4 HC of C 3 +C 4 % mole 8 HC of C 5 or more % mole 0.1 Other gases (H 2 +O 2 +N 2 +CO+CO 2 ) % mole 1 Sulphur content mg/nm 3 10 Maximum Wobbe Index WI Gross Calorific value kcal/nm Maximum combustion speed MCP

137 표 95 J-Diesel ( 공칭 53 Cetane, B0) Fuel Property or Substance Name Units Specification Minimum Maximum Test method Cetane number JIS K2280 Density g/cm³ JIS K2249 Distillation: 50 % distillation temperature K ( C) 528 (255) 568 (295) JIS K % distillation temperature K ( C) 573 (300) 618 (345) JIS K2254 final boiling point K ( C) 643 (370) JIS K2254 Flash point K ( C) 331(58) JIS K Kinematic Viscosity at 30 C mm 2 /s JIS K2283 All aromatic series vol % 25 JIS Method HPLC Polycyclic aromatic hydrocarbons vol % 5 JIS Method HPLC Sulphur content Wt ppm 10 JIS K JIS K JIS K JIS K Method FAME % 0.1 Triglyceride % 0.01 prescribed in the Japanese concentration measurement procedure announcement Method prescribed in the Japanese concentration measurement procedure announcement

138 표 96 E-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B5) Parameter Unit Limits (1) Minimum Maximum Test method Cetane number (2) EN-ISO 5165 Density at 15 C kg/m EN-ISO 3675 Distillation: 50 % point C 245 EN-ISO % point C EN-ISO 3405 final boiling point C 370 EN-ISO 3405 Flash point C 55 EN CFPP C 5 EN 116 Viscosity at 40 C mm 2 /s EN-ISO 3104 Polycyclic aromatic hydrocarbons % m/m 2 6 EN Sulphur content (3) mg/kg 10 EN ISO 20846/ EN ISO Copper corrosion Class 1 EN-ISO 2160 Conradson carbon residue (10 % DR) % m/m 0.2 EN-ISO10370 Ash content % m/m 0.01 EN-ISO 6245 Water content % m/m 0.02 EN-ISO12937 Neutralization (strong acid) number mg KOH/g 0.02 ASTM D 974 Oxidation stability (4) mg/ml EN-ISO12205 Lubricity (HFRR wear scan diameter at 60 C) μm 400 EN ISO Oxidation stability at 110 C (4)(6) h 20 EN FAME (5) % v/v EN (1) The values quoted in the specifications are true values. In establishing of their limit values the terms of ISO 4259 Petroleum products Determination and application of precision data in relation to methods of test have been applied and in fixing a minimum value, a minimum difference of 2R above zero has been taken into account; in fixing a maximum and minimum value, the minimum difference is 4R (R = reproducibility). Notwithstanding this measure, which is necessary for technical reasons, the manufacturer of fuels shall nevertheless aim at a zero value where the stipulated maximum value is 2R and at the mean value in the case of quotations of maximum and minimum limits. Should it be necessary to clarify whether a fuel meets the requirements of the specifications, the terms of ISO 4259 shall be applied. (2) The range for cetane number is not in accordance with the requirements of a minimum range of 4R. However, in the case of a dispute between fuel supplier and fuel user, the terms of ISO 4259 may be used to resolve such disputes provided replicate measurements, of sufficient number to archive the necessary precision, are made in preference to single

139 determinations. (3) The actual sulphur content of the fuel used for the Type 1 test shall be recorded. (4) Even though oxidation stability is controlled, it is likely that shelf life will be limited. Advice shall be sought from the supplier as to storage conditions and life. (5) FAME content to meet the specification of EN (5) Oxidation stability can be demonstrated by EN-ISO12205 or by EN This requirement shall be reviewed based on CEN/TC19 evaluation of oxidative stability performance and test limits. Fuel Property or Substance Name 표 97 K-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B5) Units Specification Minimum Maximum Test method 0 Pour point - (winter: ) ASTM D6749 Flash point 40 - KS M ISO 2719 Kinematic Viscosity at 40 mm 2 /s KS M % distillation temperature ASTM D86 KS M 2017, ISO 10% carbon residue wt% , IP 14, ASTM D524 Water content vol% KS M 2115 Sulphur content mg/kg - 10 KS M 2027, ASTM D5453 Ash wt% KS M ISO 6245 Cetane number 52 - KS M 2610, Copper corrosion 100,3h - 1 KS M 2018 Lubricity (60,micron) (HFRR) Density(15 ) kg/cm³ Polycyclic aromatic hydrocarbons CFC F-06-A, ASTM D6079 KS M 2002, ASTM D4052 wt% - 5 KS M 2456 All aromatic series wt% - 30 Fatty acid methyl esters content IP 391, ASTM D5186 vol% - 5 EN

140 Parameter Unit Limits (1) Minimum Maximum Test method Cetane Index 46 EN-ISO 4264 Cetane number (2) EN-ISO 5165 Density at 15 C kg/m EN-ISO Distillation: 50 % point C 245 EN-ISO % point C EN-ISO 3405 final boiling point C 370 EN-ISO 3405 Flash point C 55 EN ISO 2719 Cloud point C -10 EN 116 Viscosity at 40 C mm 2 /s EN-ISO 3104 Polycyclic hydrocarbons aromatic % m/m 2 4 EN Sulphur content mg/kg 10 Copper corrosion (3 hours, 50 C) Conradson carbon residue (10 % DR) EN ISO 20846/ EN ISO Class 1 EN-ISO 2160 % m/m 0.2 EN-ISO10370 Ash content % m/m 0.01 EN-ISO 6245 Total contamination mg/kg 24 EN Water content mg/kg 200 EN-ISO12937 Acid number mg KOH/g 0.1 EN ISO 6618 Lubricity (HFRR wear scan diameter at 60 C) 표 98 E-Diesel ( 공칭 52 Cetane, B7) μm 400 EN ISO Oxidation stability at 110 C (3) h 20 EN FAME (4) % v/v 6 7 EN (1) The values quoted in the specifications are 'true values'. In establishing of their limit values the terms of ISO 4259 Petroleum products Determination and application of precision data in relation to methods of test have been applied and in fixing a minimum value, a minimum difference of 2R above zero has been taken into account; in fixing a maximum and minimum value, the minimum difference is 4R (R = reproducibility). Notwithstanding this measure, which is necessary for technical reasons, the manufacturer of fuels shall nevertheless aim at a zero value where the stipulated maximum value is 2R and at the mean value in the case of quotations of maximum and minimum limits. Should it be necessary to clarify whether a fuel meets the requirements of the specifications, the terms of ISO 4259 shall be applied

141 (2) The range for cetane number is not in accordance with the requirements of a minimum range of 4R. However, in the case of a dispute between fuel supplier and fuel user, the terms of ISO 4259 may be used to resolve such disputes provided replicate measurements, of sufficient number to archive the necessary precision, are made in preference to single determinations. (3) Even though oxidation stability is controlled, it is likely that shelf life will be limited. Advice shall be sought from the supplier as to storage conditions and life. (4) FAME content to meet the specification of EN 도로주행저항설정방법 도로주행저항을설정하는절차는표 29 와같이 12 단계로나누어져있으며, 상세내용은다 음과같다. 셀의대기온도는 296K(23 ) 로설정하며, 시험동안 ±5K 이상벗어나지않도록하는것을 표준상태로한다. 그렇지않을경우추후에별도의시험이필요하다. 셀의대기온도와소킹온도가 5K 이상차이가날경우, 타이어공기압은목표압력보다 10% 이상높은상태로 1 시간이상소킹한다. 이후시험전까지 GTR 기술규정부칙 4 의 절에서정의된바와같이권장압력범위중하한값으로조정해야한다. 소킹시에타이어의공기압은제작사권장공기압하한값대비 50% 를초과할수없으며, 이 때의타이어공기압은기록해야한다. 차대동력계는제작사의권장사항에따르거나적절한방법으로웜업해야하며, 동력계의마 찰손실이안정화될때까지수행한다. 시험차량은전면이차대동력계롤러방향에수평하게위치시키고, 안전하게고정한다. 1 축 롤러를사용하는차대동력계의경우, 타이어와접촉하는지점은롤러의상단을기준으로 ±25mm 혹은롤러직경의 ±2% 중더작은값의이내가될수있도록조정한다. 2축롤러를사용하는차대동력계의경우, 차대동력계의등가관성질량은해당차량의도로주행저항결정에쓰인시험중량으로설정한다. 1축차대동력계를사용할경우, 등가관성질량은회전하고있지않은바퀴및롤러에의해지지되지않는차체질량만큼관성을추가로고려한다. 추가되는관성질량은시험중량의 1.5% 로설정하며, 차대동력계에관성질량설정값을정확하게적용할수없는경우최대 10kg을추가하여사용하도록한다

142 단계 항목 설정값 / 방법 / 조건 비고 1단계 셀온도설정 296K(23 ) 2단계 선택사항 : 최소 1시간차량저온조건일경우차량을소소킹킹하는것을권고 3단계 타이어 (cold) 공기압설정 타이어제작사에서명시한압력값 4단계 동력계웜업 동력계마찰손실이안정화될때까지 5단계 동력계에차량위치 차량을밀거나운전하여위치시킴 2WD-CHDY: 6 단계관성질량설정 7 단계초기부하설정 8단계 필요한경우, 타행주행모드 / 동력계작동모드활성화 9단계 보조기기전원차단 10 단계차량웜업 11-1 단계동력계부하설정 11-2 단계기준속도설정 12 단계도로주행저항검증 표 99 도로주행저항설정절차 TM+1.5% of TM 4WD-CHDY: TM Ad=0.5*At, Bd=0.2*Bt, Cd=Ct ( 선택사항 : 실험값 사용 ) 차량조건에맞는 WLTC 1 회주행 ( 선택사항 : 80km/h 로 20 분간 주행한후조건에 맞는 WLTC 1 회주행 ) 동력계로가속하는 고정주행방식 ( 선택사항 : 6 의 동력으로가속하는 고정주행방식혹은 6 의 동력으로가속하는 반복주행방식 ) 모든시험설비에서동일한 시험조건을조성하기위해, 웜업의전단계로써차량조 건에맞는 WLTC 주행이전에 80km/h 로 20 분간주행하는 것을권고 20km/h 부터 130km/h 까지, 10km/h 간격 고정주행방식을적용할경우, 부하를설정한후타행주행시 험을실시하여도로주행저항 을측정한값과목표도로주 행저항을 인할것을권고 비교하여기록 / 확

143 계수기반제어 (coefficient control) 동력계의경우, 초기부하는다음의수식으로결정한다. : 차대동력계설정부하 (N) : 차대동력계롤러속도 (km/h) 위식에서계수,, 및 는목표도로주행저항계수 (, 및 ) 의 함수로써차대동력계의롤러개수에따라다음과같이설정한다. 1 축차대동력계 : =0.5, =0.2, = 2 축차대동력계 : =0.1, =0.2, = 차량이타행주행시험을수행할수있도록장비가장착된상태라면도로주행저항시험과차 대동력계시험에모두사용할수있다. 차대동력계의작동모드는제작사의요청이있을 경우에만활성화할수있다. 차대동력계이외의모든보조기기는차대동력계가작동중일때전원을차단하는것을원 칙으로한다. 도로주행저항을측정하고자하는차량은각차량의조건에맞는 WLTC 주행모드를통해웜업해야한다. 차량이해당주행모드초고속단계의최고속도 90% 조건에서웜업될경우부칙 4의 절에서정의한바와같이초고속단계를포함한 WLTC 주행모드를사용하도록한다. 동력계의부하는다음과같은두가지방법으로설정할수있다. - GTR 기술규정부칙 4, 절, 고정주행방식 : 동력계의소프트웨어가자동으로 3회의타행주행시험을수행하며, 매시험시이전시험의계수값과목표계수값을비교하여도로주행저항계수를설정한다. 최종설정계수값은최종 2회의시험값의평균으로한다. 평균값의대상이되는최종 2회의시험전에시험설비의안정화를목적으로타행주행시험을 1회추가적으로수행할수있다. - GTR 기술규정부칙 4, 절, 반복주행방식 : 2회의타행주행시험후특정속도에대한부하값은최소제곱법 (least square regression) 처리후 ±10N의오차범위내에있어야한다. 설정한기준속도중어느한경우에서라도본절에서규정한오차범위를초과할경우, 절에따라차대동력계부하설정을수행한다

144 기준속도 (reference speed) 는타행주행시험이나차대동력계의부하설정시의차속으로정 의한다. 기준속도의범위는전체주행모드의속도범위를포함하는속도분포가된다. 도로주행저항곡선을차량의속도에대한함수로구하기위해서최소 6개지점의기준속도를선택해야한다. 선택한기준속도중최고및최저속도는주행모드내최고및최저속도의범위에포함되어야하며, 각기준속도간속도차이는 20km/h를넘지않도록선택한다. 고정주행방식으로동력계부하를설정하는경우, 부하를설정한후타행주행시험을시행하 여도로주행저항값과목표도로주행저항값을비교하여기록및확인해야한다 배출가스측정용장비규격 배출가스측정에사용되는냉각팬의장비규격은부칙 5 의 1.1. 절을참고하며상세내용은 다음과같다. 냉각팬은차량을향해다양한풍속의공기를보낼수있도록설정한다. 냉각팬의출구에서 풍속은차대동력계롤러의회전속도대비 ±5km/h 또는회전속도의 ±10% 중더넓은범위 를초과하지않도록설정한다. 그림 43, 44 과같은냉각팬의형태에따라서냉각팬의출구에서의풍속은다음과같이측정 한다. 그림 84 직사각형형태의냉각팬출구 그림 85 원형의냉각팬 출구 - 냉각팬의출구가직사각형형태일경우, 가로및세로길이를각각 3등분하여 9개의영역으로나누어중앙을제외한 8개의영역에서의풍속을평균한값을출구에서의풍속값으로사용한다. - 냉각팬의출구가원형형태일경우, 원의중심에서의수평, 수직및 45 선으로 8등분한후, 원중앙에서시작하여각영역을반으로나누는선의중심으로부터 2/3 지점에서측정한풍속을평균한값을출구에서의풍속값으로사용한다

145 냉각팬출구의면적은 0.3m 2 이상, 폭또는지름이 0.8m 이상이어야한다. 냉각팬의위치는 냉각팬의가장낮은부분이지상으로부터약 20cm 가되도록위치시키며, 차량의앞부분으로 부터거리가약 30cm 위치가되도록설치한다. 배출가스측정에사용되는차대동력계의장비규격은부칙 5 의 2.1. 절을참고하며상세내 용은다음과같다. 차대동력계롤러의지름은제작사에서명시한제원상의수치로부터모든방향에서 ±1mm 미만이어야하며, 롤러의편심은모든방향에서 0.25mm 미만이어야한다. 가속도측정, 차량및차대동력계타행주행시험시간측정을위하여차대동력계시스템에는시간측정시스템이포함되어있어야하며, ±0.001% 이내의정밀도가요구된다. 속도측정시스템은 ±0.080km/h의정밀도가요구되며, 최소 3m/s 2 의가속도변화를 100ms 내에측정할수있는분해능이요구된다. 차대동력계의지지기반중량은차대동력계제작사의사양에따르며, 제원상수치와 ±0.5% 범위이내여야한다. 또한일정한가속및감속등차대동력계에다양한하중이걸 릴때 ±0.2% 범위를유지할수있도록한다. 롤러의속도는 1Hz 이상의분해능으로연속적으로측정및기록해야한다. 사륜구동모드에서도로주행저항시뮬레이션이가능해야하며, 이때의차대동력계는평탄 하고경사가없는마른도로를주행하는것과같은조건을모사할수있어야한다. 전륜및후륜롤러의구동거리차이는 200ms 동안 0.1m 미만이어야하며, 이조건을만족 할경우신규동력계설치, 유치및보수작업시에사용하는속도동기화절차는생략해도 좋다. 각롤러의속도는 ±0.16km/h 의범위내에서속도동기화절차를수행하며, 전륜및후륜롤 러의전체 WLTC 주행모드구동거리차이는 0.2% 이내가되도록조정한다. 배출가스측정에사용되는배출가스희석시스템의장비규격은부칙 5 의 3.1. 절을참고하며 상세내용은다음과같다. 배출가스희석시스템은정용량희석샘플링 (CVS) 장치를사용하며전체차량의배기를희석터널에서주변공기와연속적으로희석하도록한다. 배출가스와희석공기의유량을전체시험기간동안측정하며, 희석터널내전체혼합기유량과희석비를통해배출가스내유해물질을분석및보정한다

146 배출가스희석시스템은연결관, 혼합장치, 희석터널, 희석공기컨디셔닝, 흡인장치및유량측정장치로구성된다. 희석터널은한가지의임계유량벤츄리 (CFV) 혹은병렬로배치한복수의임계유량벤츄리, 용적형펌프 (PDP), 아음속벤츄리 (SSV), 또는초음파유량계 (USM) 을사용할수있다. 배출가스샘플링시스템은기밀성을유지하도록하며, 샘플링시스템의설계및부품은희석된배출가스내화합물의농도에영향을미치지않도록한다. 또한샘플링시스템은배출가스내입자상물질의퇴적또는변질을최소화하도록설계하며, 모든부품은배출가스성분과반응하지않는도전 ( 導電 ) 성재료로구성함과동시에정전효과를방지하기위해접지하도록한다. 연결관은차량의배기관출구로부터희석터널의입구까지연결하는관으로열손실을최소화 하도록설계하며기밀을유지하도록한다. 희석터널내의 1 차희석에사용되는공기는 HAPA 필터의규격에해당하는필터의최대투 과입경의입자를 99.95% 이상감소시키거나혹은적어도 EN 1822:2009 의 H13 클래스의필 터를통과시키도록한다 배출가스측정절차 시험전프리컨디션 (preconditioning) 절차는표 35 과같이 12 단계로나누어져있으며, 상세 내용은다음과같다. 프리컨디션동안셀온도는 296K(23 ) 로설정하며, 허용오차는 ±5K 이내이다. 셀의대기나 엔진흡입공기의절대습도 (Ha) 는 5.5 Ha 12.2(g H20/kg dry air) 로유지하며, 대기온 도와습도는차량의냉각팬출구에서최소 1Hz 로연속적으로측정하도록한다. 동력계의작동모드는제작사의요청이있을시에만활성화할수있으며, 제작사의권장사 항 ( 특별히차량의핸들에위치한버튼을사용하거나, 제작사의장비를사용하거나, 퓨즈를제 거하는등 ) 에따라서활성화하도록한다. 연료탱크는규정된시험연료로채워야하며, 채워져있지않은경우기존연료를비우고 시험연료를채워야한다. 이작업을위해서는증발배출가스제어시스템은비정상적으로 배출또는충전되지않도록유지하도록한다. 예비시험사이클이전에배터리는완충되어야하며, 제작사요청시에충전단계를생략할 수있다. 배터리는공식적인시험이전에재충전할수없다

147 타이어는제작사에서권장하는기본사양을사용하도록한다. 타이어의공기압은권장공기압의하한값대비 50% 이상채워져있어야하며, 동력계설정과이어지는모든시험과정에서동일한공기압을사용하도록한다. 모든시험과정에서타이어공기압은기록및확인해야한다. 시험차량은밀거나운전하여동력계에위치시키며, 시험동안수평을유지하여연료가비정 상적으로분배되는것을방지하도록한다. 차량은차가운상태를유지한필요가없으며, 동 력계의부하를설정하는데사용한다. 단계항목설정값 / 방법 / 조건비고 1 단계셀온도설정 2 단계절대습도 (Ha) 3 단계 4 단계 5 단계 6 단계 7 단계 제작사요청시, 동력계 작동모드활성화 선택사항 : 예비시험사이클 주행 필요한경우, 주유가능지 역에서충분한양의연료주 유 충전가능지역에서배터리 충전 소킹지역에서차량을최소 1 시간소킹한후타이어공 기압확인 8 단계동력계웜업 9단계 동력계에차량위치 10단계 동력계부하설정 11 단계예비시험사이클주행 12 단계엔진정지 표 100 시험차량프리컨디션절차 설정온도 : 296K(23 ) 허용오차 : ±5K 5.5 Ha 12.2 (g H20/kg dry air) 시험하기에충분한 양의기준연료 완충상태 제작사권장공기압의 하한값대비 50% 이상 동력계마찰손실이 안정화될때까지 차량조건에맞는 WLTC 1 회주행 가능한 KH=1 이되도록 Ha=10.71g/kg(23-61%RH) 으로설정할것 운전자의숙달을목적으로 예비시험사이클을 주행하는것을권고 ( 선택사항 : 추가적인 WLTC 시험을수행 ) 주의사항 : 추가적인예비 시험주행에따라배터리 충전상태가다를수있음 프리컨디션을수행하기위한예비시험사이클은차량의조건에맞는 WLTC 주행모드를 1 회

148 주행하는것으로한다. 제작사혹은시험책임자의요청시, 차량이차대동력계시스템에 적응할수있도록추가적으로 WLTC 주행모드를주행할수있다. 엔진은제작사의권장사항에따라서시동하고정지시켜야하며, 차량의운전모드는해당차 량의가장대표적인모드를사용하도록한다. 차량의기능에영향을주지않는다면, 이외에 다른운전모드를사용해도좋다. 차량의시동이걸리지않을경우, 실험은무효로하고프리컨디션과정을처음부터다시수 행하도록한다. 주행모드는차량의시동후에시작하도록한다. 프리컨디션후차량을소킹 (soaking) 시키는절차는표 31 과같이 3 단계로나누어져있으며, 상세내용은다음과같다. 소킹지역은셀의대기온도와같은 296K(23 ) 로설정하며 5 분간측정한온도의평균값이 ±3K 이내가되도록허용오차를제한한다. 소킹은차량의상태에따라 6~36 시간소킹하며, 소킹시차량의보닛은열어둔상태를유지 한다. 표 101 차량소킹절차 단계항목설정값 / 방법 / 조건비고 1 단계소킹지역으로차량이동 296K(23 ) 2 단계소킹온도설정 설정온도 : 296K(23 ) 허용오차 : 5분간측정한값의평균이 ±3K 이내 3 단계 6~36 시간소킹차량의보닛을열어둘것 배출가스시험은차량의소킹이끝난후수행하며표 32 와같이 19 단계의절차로나누어져 있다. 배출가스시험의상세내용은다음과같다. 시험장비는 GTR 기술규정부칙 6 의 ~ 절을참고하여준비하도록한다 진공처리된깨끗한샘플링백을희석배출가스및희석공기포집장치에 연결한다 각측정장비는제작사의권장사용절차및설정에따라준비하도록한다

149 CVS 열교환기 ( 설치된경우 ) 는시험온도에맞게예열또는냉각하며, 이때의설정온도는부칙 5의 절에정의된허용범위이내를유지하도록한다 샘플라인, 필터, 칠러및펌프등의장비구성요소들은작동온도에도달및안정화되도록예열또는냉각시킨다 CVS 유량은부칙 5의 절에따라설정하며, 적정수준의샘플링유량을설정하도로한다 모든전자장비의영점을조정하고, 필요할경우주행모드시작전에다시한번영점을조정한다 고속가스분석기의측정범위를적절하게설정한다. 시험중측정범위의변경은시험데이터가디지털신호로처리되고자동으로보정될경우에한해서가능하며, 분석기의시험데이터가아날로그신호로처리될경우변경이불가능하다 모든고속가스분석기는부칙 5의 6절의규정을만족하는시험가스를이용하여제로 (zero) 및스팬 (span) 을설정해야한다. 셀의온도는 296K(23 ) 으로설정하며, 허용오차는 ±3K 이내이다. 측정빈도는최소 1Hz 로 연속적으로측정하도록한다. 차량의구동축타이어공기압은제작사에서권장하는기본사양을사용하도록한다. 타이어의공기압은권장공기압의하한값대비 50% 이상채워져있어야하며, 동력계설정과이어지는모든시험과정에서동일한공기압을사용하도록한다. 모든시험과정에서타이어공기압은기록및확인해야한다. 배터리의 RCB 는 REESS(rechargable energy storage system) Charge Balance 의약자로서, 재충전가능한에너지저장시스템의전하균형을의미한다. RCB 데이터는 WLTC 의주행모 드중매구간에서측정및기록하도록한다. 시험차량은밀거나운전하여동력계에위치시키며, 엔진시동을걸지않은상태로위치시키 도록한다. 시험시작최소 1시간전, 먼지에의한오염을방지할수있고통풍이원활한페트리접시에필터를넣고중량측정챔버에두어안정화시킨다. 안정화가끝난후, 필터의무게를측정및기록하며이후시험이시작될때까지밀폐된페트리접시나필터홀더에보관한다. 필터는중량측정챔버에서꺼낸후 8시간내에사용하도록한다. 입자샘플링필터를필터홀더에보관할경우핀셋등의도구를이용하며, 부주의하게다룰 시측정오차가발생할수있다. 정밀한측정을위해필터홀더는비시험시에설치한다. 필터무게측정전 24 시간내에약 100mg 의기준추를이용하여저울의균형을확인해야

150 한다. 3 회측정후에결과를기록하며, 3 회평균측정무게가이전측정결과와 ±5 μg 이내 인결과만유효한것으로한다. 단계 항목 설정값 / 방법 / 조건 비고 동력계의 1 단계동력계웜업 2 단계시험장비준비 마찰손실이 안정화될때까지 3단계 엔진오일및냉각수온도확인 296K±2K 4단계 셀온도설정 296K±3K 5단계 타이어공기압확인및설정 6단계 차량의보닛닫기 7단계 모든배터리의 RCB 측정준비 제작사요청시, 8 단계동력계에차량위치 9단계 배기관과배출가스포집장치연결 10단계 PM 필터준비 ( 경유차량 ) 11단계 PN 측정시스템준비 ( 경유차량 ) 12 단계 WLTC 주행 ( 저온조건 ) 13 단계각구간 (phase) 별로 RCB 기록 14 단계배출가스샘플링 15 단계입자질량샘플링 ( 경유차량 ) 16단계 입자개수샘플링 ( 경유차량 ) 17단계 엔진정지 18단계 차량과실험장비의상태즉시확인 19 단계동력계에서차량이동 표 102 배출가스시험절차 동력계작동모드 활성화 샘플링백 4 개 (Low, Medium, High, Extra-high phase) 선택사항 1) Sample-1: Low, medium and High 선택사항 2) Sample-2: Low to Extra-high GTR 기술규정부칙 6, ~ 절참고 권고사항 : 각구간별로각각 샘플링할것 권고사항 : Sample-1: Low, medium and High Sample-2: Extra-high BG: Low to Extra-high (if possible) 매시험마다시험직후신속 하게확인할것을권고추가시험시, 프리컨디션 절차의 5 단계부터반복 입자개수측정시스템 (VPR 및 PNC) 의기밀 (leakage) 을확인한후, 입구에필터를부착하고

151 cm 3 당입자 0.51 개미만의결과가측정될수있도록확인및설정한다. 매시험마다입자개수계수기 (PNC) 에필터를연결하여 cm 3 당입자 0.2 개이하수준을나타 낼수있도록영점을조정한다. 대기상태에서 cm 3 당입자 100 개수준을나타내고, 다시필터 를연결하였을때 cm 3 당입자 0.2 개이하의수준을나타내면정상으로판정한다. 샘플링된배출가스는 4 개의백에구간 (Low, Medium, High, Extra-high) 별로각각나누어포 집하며, 시험종료혹은구간종료후에내용물을분석하거나시험사이클의진행과동시에 연속적으로분석하여누적결과를얻을수있다. WLTC 주행모드의전체사이클에대해별도의백업없이단한장의필터만사용할수있다. 그러나구간별로편차가존재할수있으므로, 첫세개의구간 (Low, Medium, High) 에필터한장을사용하고추가로네번째구간 (Extra-high) 에또한장의필터를사용하는것을권장한다. 시험종료후, 제로 (zero) 및캘리브레이션 (calibration) 가스를사용하여배출가스분석기의 상태를확인한다. 시험이전과후의캘리브레이션가스에대한측정값차이가 ±2% 이내일 경우정상으로판정한다. 샘플링백에포집된희석공기와배출가스혼합기는내용물간의반응성으로인해기체조 성이변할가능성이있으므로, 가능한바로분석하도록한다. 주행모드종료후최대 30 분 이내에배출가스분석을수행해야한다. 배출가스분석이전에분석기기의각분석가스종류에따라적절한제로가스를사용해 영점을조정해야하며, 캘리브레이션가스는순도 70~100% 의가스를사용하도록한다. 영점설정을다시한번수행한후이전의영점값과 2% 이상차이가날경우영점설정을 다시수행하며, 오차범위이내가될때까지반복한다. 영점설정이끝난후, 샘플링백의희석공기및희석배출가스를분석하고결과를기록한 다. 분석이끝난후, 영점조정시에사용한제로및캘리브레이션가스를사용하여영점을 재조정하고오차가 2% 이내일경우정상으로판정한다. 분석기의각종가스의유량및압력은캘리브레이션시의유량및압력과동일하게유지하 는것을원칙으로한다. 측정가능한모든배출가스구성물질의중량및농도등은부칙 7 에따라계산하도록한다

152 시험종료후 1 시간내에입자포집필터를중량측정챔버에넣어야한다. 먼지를비롯한 외부이물질의유입을차단하고, 통풍이가능한페트리접시에담아최소 1 시간동안챔버에 서안정화된후포집된입자를포함한필터의총무게를잰다. 샘플링필터의중량측정 8 시간이내 ( 샘플링필터와동시에측정할것을권장 ) 에동일한크 기, 동일한재질의 2 개이상의미사용필터의무게를측정하여기준으로삼는다. 샘플링필터의중량측정전 후에기준필터의무게가 ±5 μg 이상변할경우, 샘플링필터 와기준필터를다시중량측정챔버에넣어안정화시킨후다시무게를측정하도록한다 대기오염물질및 CO 2 ( 연비 ) 계산및보정방법 기체상배출물질의질량은공통적으로다음의식으로계산하여구한다. ρ ρ : STP(273.15K, kPa) 로보정한시험당희석배출가스의부피 (L) : STP 에서 성분의밀도 (g/l) : 질소산화물의질량계산시적용하는습도보정계수 : 희석공기중 성분의양에따라보정된희석배출가스중성분 의농도 (ppm) : 해당 WLTC 주행모드의총주행거리 (km) 희석공기중 성분의양에따라보정된희석배출가스중 성분의농도는다음기체상 배출물질의질량은공통적으로다음의식으로계산하여구한다. : 희석배출가스중 성분의농도 (ppm) : 희석공기중 성분의농도 (ppm) : 희석비 (dilution factor) 위식에사용되는희석비는연료에따라다음과같이계산한다

153 - 휘발유 (E0, E5, E10) 및경유차량의경우 : - LPG 차량의경우 : 희석공기중탄화수소성분의양에따라보정된배출가스중탄화수소성분의농도는분석 기의유형에따라다음과같이계산하여구한다. - 분석기가 GC-FID 유형인경우 : : 보정된희석배출가스중 NMHC 농도 (ppm) : 보정된희석배출가스중 THC 농도 (ppm) : 보정된희석배출가스중 CH4 농도 (ppm) : FID의 Methane에대한반응계수 (response factor) - 분석기가 NMC-FID 타입인경우 : : NMC 를통과하는배출가스중 HC 농도 (ppm) : NMC 를우회하는배출가스중 HC 농도 (ppm) : Methane 에대한반응계수 (response factor) : Methane 에대한변환효율 (conversion efficiency) : Ethane 에대한변환효율 (conversion efficiency) 질소산화물측정결과에대한습도의영향을보정하기위해습도보정계수 ( ) 를다음과 같이계산한다. : 비습도 (specific humidity, ) : 대기상대습도 (%) : 대기온도에서포화증기압력 (kpa) : 셀대기압력 (kpa)

154 습도보정계수 ( ) 는주행모드의각구간별로계산하며, 셀대기압력및상대습도는각 구간에서지속적으로측정한평균값을사용한다. 일산화질소 ( ) 의농도는통합일산화질소분석기의측정값으로계산하며, 평균일산화질 소농도는다음의식으로계산한다. 이산화질소 ( ) 의농도는위의일산화질소의농도계산절차와유사하며, 통합이산화질 소분석기의측정값으로계산한다. 평균이산화질소농도는다음의식으로계산한다. 희석공기중일산화질소및이산화질소의농도는각각의샘플링백에서분석및계산하며, 필요한경우부칙 7 의 절을참고하여보정하도록한다. 압축착화 (CI; compression-ignition) 엔진을장착한차량의평균탄화수소농도는다음의식으 로계산한다. 입자상물질 (PM; particulate matter) 의개수 (, particles/km) 배출수준은다음의식으로계 산하도록한다. : STP(273.15K, kPa) 로보정한해당시험의총희석배출가스부피 (L) : 기준장비에대한해당시험장비의입자개수계수기보정계수 : 해당시험에서의전체배출가스중입자의개수를 particles/ 의단위로

155 나타낸농도로서, 측정장비의부피당개수농도데이터가 STP 에서측정되지않 은경우보정필요함 : 희석공기및희석터널중의입자상물질의농도 : 해당시험의희석터널설정중 VPR의평균입자개수농도저감율계수 : 해당시험의주변환경 (BG; background) 을측정하기위한설정중 VPR의입자개수농도저감율계수 : 주행모드총주행거리 (km) 평균입자상물질개수농도 ( ) 는다음의식으로계산한다. : 희석배출가스에대한입자개수계수기의비연속적인개수농도데이터측정 값 (particles/cm 3 ) : 주행모드내입자개수계수기의비연속적인개수농도데이터개수, : 주행모드총주행시간 (sec) : 입자개수계수기의데이터저장빈도 (Hz) 3.6. 전기차및하이브리드자동차배출가스측정방법

156 그림 86 전기차및하이브리드자동차배출가스시험절차개요 순수전기차 (PEV), 외부충전방식하이브리드 (OVC-HEV) 및내부충전방식하이브리드 (NOVC-HEV) 자동차의시험절차는부칙 8 을참고하도록한다. 순수전기차및하이브리드자동차의배출가스시험전안정화를위한주행거리는전기차는 최소 300km 이상, 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차는내연기관자동차와 동일한조건으로한다. 외부충전방식하이브리드자동차의주행거리누적시, 차량의배터리와엔진의운전비율에 관한사항은제작사의추천에따라비율을자율적결정할수있다. 전기차와외부충전방식하이브리드자동차의완전충전후초기방전및충전방식에관한 사항은제작사가추천하는방법에따라수행하도록한다. 단, 충전시온도및습도조건은 내연기관자동차의소킹조건과동일하도록하며, 외부에서의충전은허용하지않는다. 2 단계평가시험결과전기차및하이브리드자동차의충전중전류변동현상은나타나지 않았으며, 별도의전류변동폭허용범위는설정하지않는다. 완전충전조건은 12 시간의충전시간에상응하는조건으로하며, 배터리가완전히충전되지 않았음을운전자에게명확하게지시하는장치를탑재한차량의경우완충조건에대한추가 적인논의가필요하다

157 전기차및하이브리드자동차의에너지소모율시험조건은일반내연기관자동차의시험 조건과동일한조건을따르도록한다. 1 충전주행거리시험완료후에너지소모율측정을위해차량을충전하는시점까지의허용 기간에대한사항은 ISO 의시험절차와동일하게시험후 2 시간이내에충전을시작하는것 으로한다. 1 충전주행거리산정을위한시험결과는계산시에소수점첫째자리까지로하고, 결과보고 시에는반올림하여정수로서처리한다. 일본의자국규정인 E1/E0 기준은반영하지않는다. 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드 (CD; charge depleting) 및충전모드 (CS; charge sustaining) 시험순서는평가시험결과, 결과에영향을미치지않는것으로확인되어그림 46 과같은다양한순서로시험을수행할수있다. 그림 87 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드및충전모드시험순서 하이브리드자동차는배터리충전상태에따라서 CO 2 배출량및연비측정결과를보정을수 행하도록한다. 단, 배터리충전전기에너지의변화율이연료소모율의 0.5% 이내인경우 CO

158 및연비에대한보정은수행하지않는다. 현행유럽의 NEDC 규정은 1.0% 이내이지만, 평가 시험결과 WLTC 에서 0.5% 와 NEDC 에서의 1.0% 가동등한수준으로나타났다. 전기자동차의 1충전주행거리시험완료조건은시험차량이해당주행모드를 4초이상추종하지못하는시점으로하며, 1충전주행거리는시험차량이최초로 4초이상주행모드를추종하지못하는시점까지의총모드주행거리로결정한다. 이후 15초이내에시험을중단토록하는것을원칙으로하나, 고속주행중인경우 15초이내에중단이어려움을감안하여 60초로설정하자는일본의제안이채택되었다. 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드시험과관련하여일본에서제시한최악조건에 서의배출가스시험법은도입하지않는것으로한다. 전기차및하이브리드자동차의연료소비율표시는일반내연기관자동차와동일한단위로 써 [L/100km] 와 [km/l] 를모두표기하는것으로한다. 외부충전방식하이브리드자동차의방전모드에서충전모드로전환되는시점을판정하는방 법에대한사항은사이클에너지소요량또는연료소비율을고려한방법중선택하도록한 다. 사이클에너지소요량방법은시험시의에너지소요량이시험차량의모드주행시요구되 는에너지소요량의 4% 보다낮아질때를전환시점으로판정하는방법으로, 연료소비율을고 려한방법또한이와동등한수준으로수립하는것을고려하고있는중이다. 전기차및하이브리드자동차의소킹시에강제냉각을이용하여소킹시간을단축하는방안을허용하는여부에대해서는일본의경우충전중전기장치의온도를 ±2K 이내로유지하는것은불가능하므로강제냉각은허용하지않는것으로제안하였다. 이에따라배터리충전중의소킹은제외하는방안과온도를측정해야할전기장치의종류를결정하는방안이고려되고있다. 전기차및하이브리드자동차의주행모드결정을위한차종구분방법으로는 30 분내해당 차량의최대차속을이용하는방안과현재내연기관자동차의비출력표에서일정계수를곱 하여산정하는방법이고려되고있다. 외부충전방식하이브리드자동차의 CO 2 배출량및연료소모율계산에적용할이용률 (UF; utility factor) 에관한사항은일본및미국의교통통계에기반한값또는현행유럽규정의값을선택적으로적용하는방안이제안되었으며, 이에따라협정국은독자의이용률을책정할수있다

159 그림 88 외부충전방식하이브리드자동차의이용률에관한사항 1 충전주행거리측정등전기방전모드조건에서의시험시에 1 회의모드주행을완료한후 충전이필요하지않을경우다음모드주행시작까지의기간에대하여 ACEA 는 40 분을제안 한바있다. 모든전기차, 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차의차급은 Class 3 로분류하 며이에해당하는 WLTC 주행모드로차량시험을수행하도록한다. Class 3a 에해당하는전기차, 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차는저속 (Low 3 ) 구간, 중속 (Medium 3-1 ) 구간, 고속 (High 3-1 ) 구간및초고속 (Extra-high 3 ) 구간으로이루어진 WLTC 사이클을주행하도록한다. Class 3b 에해당하는전기차, 외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차는저속 (Low 3 ) 구간, 중속 (Medium 3-2 ) 구간, 고속 (High 3-2 ) 구간및초고속 (Extra-high 3 ) 구간으로이루 어진 WLTC 사이클을주행하도록한다. 협정국의실도로주행여건및의사에따라 Extra High3 구간은제외할수있다. WLTC city 주행모드는저속구간과중속구간으로만구성되며, 차급에따라저속 (Low 3 ) 구간 과중속 (Medium 3-1 혹은 Medium 3-2 ) 구간으로시험하는것을원칙으로한다. 수동변속기를장착한외부충전방식및내부충전방식하이브리드자동차는양산차량의설