연비측정제도의 난맥상 

이번 폭스바겐의 디젤차 배기가스 조작 사건을 보면서 자동차의 연비와 배기가스 측정제도에 대한 근본적인 개선대책을 세워야 한다고 봅니다.

현재 우리나라가 시행하는 연비측정제도를 분석하면
      1. 현재의 측정기준은 물리적인 방법만 적용하고 있다.
           * 일정한 온. 습도, 일정한 주행거리 등
      2. 현 측정방식(CVS-75모드)은 시험실에서만 측정이 가능하다.
           * 일정 조건을 부여한 샘플 테스트방식 임 
      3. 주행 테스트를 하려면 현재의 방식으로는 측정이 불가능 하다.
           * 차체를 묶어 놓고 평가하므로
     4. 연료의 질에 대한 적용 기준이 없다.
           * 연비에 절대적인 영향을 주는 요소임 
     5. 연비는 배출가스를 가지고 산출한다.
          * 측정기준에 의거 나온 배출되는 가스를 샘플 채취하여 연비로 환산 함
     6. 현재의 측정방식은 제어분야를 평가하는 항목이 전혀 없다.
        * 데이터 변화와 성능(출력, 진동, 소음 등)변화 관계 

위의 조건을 보면 운전자가 아무리 최대의 연비를 만들려고 애를 써도 위의 조건들을 충족 할 수가 없기 때문에 “이론연비와 실 연비 간에는 상당한 괴리”가 생기는 것이다.

또한 연비는 배출가스를 가지고 연비로 환산하므로 “배출가스 개선은 연비개선과 직결” 되는 것이다.

다음은 VAD가 연비개선기술을 개발하면서 정부에 질의와 답변서입니다.
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                        『 질의제목 : 공인연비는 어떤 방법으로 측정하는 지 ? 』
                                            <1AA-1209-043447/ 2012.09.11> 

● 질의 내용 ●

1. 연비 측정 방법 
     가. 배기가스 분석방식 : 공인연비 측정법은 CVS-75모드(현재는 US-Combined모드)이고, 측정방법은 시험실에서 샤시다이나모메터(Chassis Dynamometer)라는 시험 장치 위에서 차를 올려놓고 시험모드대로 주행 시험하므로 실제 소요되는 연료량을 측정하는 것이 아니라 Carbon balanced method 라는 화학적 방법에 의거 특정한 모드에서 나온 배출가스를 분석하여 연비를 계산한다고 알고 있습니다. 

즉 내연기관자동차의 연비 측정은 학술적으로 배출가스를 샘플 채취 분석하여 연비로 환산한다고 기술되어 있습니다. 

예를 들어 휘발유 1리터 속에 들어있는 카본의 양은 일정하며, 연소된 후에 카본의 양을 다시 합산하여 계산하면 몇 리터가 소모되었는지 양을 알아 낼 수 있는 방식입니다.  
        * MPG = (gC / gal Fuel) / (g/mile C in Exhaust Gas) = 2421 / (0.9666 x HC + 0.429 x CO + 0.237 x CO2) 
        * 단  MPG=mile per gallon, 연비는 HC, CO, CO2를 위식에 대입하여 단위(km/liter)로 환산함. 

     나. 주행거리 방식 : 지식경제부에서 적용하는 공인연비 측정모드는 2011년 전까지는 CVS-75모드에 의하다가 이론과 현실 간에 오차가 (최대 30%)가 심하다고 US-Combined라는 새로운 연비측정모드를 개발하여 2012년부터 적용한다고 발표하였습니다. 

이를 정리 하면 다음과 같습니다. 
        ※ CVS 75모드(시내주행 모드) : 1970년도 미국LA시가지를 기준으로  
           - 총 주행거리 17.85km, 평균주행속도34.1km/h, 최고속도91.2km/h로 측정 
           - 온도 20∼30℃/ 습도는 30∼70 R.H.% 설정 
        ※ US-Combined모드 : CVS 75모드 개량으로 시내와 고속도로 주행 적용 
            - 보정식은 ①시내, ②고속도로, ③고속 및 급가속, ④에어컨 가동, ⑤외부저온조건 주행 항목이 각각 가미된 결과를 도출할 수 있는 환산방식 
            - 대기조건 : 온도 35±2℃, 습도 40±5R.H.%, 저온 -6.7℃±2.8℃로 설정 

2. 질문요지 
   위 “가”항은 "시험실에서 화학적 방법에 의거 계산" 하는 방식으로 해석이 되지만 “나”항은 "실 운행을 기준으로 적용”하는 것으로 관념적으로 해석이 되고 있다는 것입니다. 
즉 “시험실이냐 현장이냐" 그리고 "주행거리계산식이냐 배출가스 채취분석식이냐”에 따라 연비 계산수치가 확연하게 달라질 수도 있다는 것입니다. 

따라서 질문요지는 과연 “어떤 방식으로 측정하고 계산하는 가(?)”입니다. 

                                  ● 정부 답변 공문 ●
                           <지식경제부 에너지자원실/1AA-1209-043447/ 2012.09.12.> 

내용: 귀하께서 질의하신 사항은 공인연비 측정방법과 관련 한 사항으로 판단됩니다. 
현재 자동차의 에너지소비효율은 지식경제부고시 제2011-242호 ‘자동차의 에너지소비효율 및 등급표시에 관한 규정’에 ‘복합연비’로 연비를 측정하고 있습니다.

연비측정방법은 다음과 같습니다.
   ① 시험 준비 과정 : 연비측정 대상 자동차(주행거리 3.000㎞)를 시험실의 차대동력계에 위치시킨 후 예비주행을 실시하고 12~36시간동안 보관 

   ② 모의주행 과정 : 예비주행 후, 12~35시간 보관이 완료된 차량을 시동을 걸지 않고 차대동력계 상에 위치한 뒤, 배기분석계 및 시료 채취관에 연결, 냉각팬을 설치한 후 공인연비 주행모드(도심주행 모드, 고속도로주행 모드)에 따라 모의 주행 실시 
  
   ③ 배기가스 분석과정 : 모의 주행동안 자동차의 배기구에 연결된 시료채취관을 통하여 측정된 배기가스를 분석하여 연비를 측정 

    ④ 복합연비 계산 : 측정된 연비를 실주행여건을 고려하여 만든 보정식(5-cycle:시내, 고속도로, 고속 및 급가속, 에어컨 가동, 외부저온 주행을 반영할 수 있는 산식)을 적용하여 최종적으로 복합연비를 계산.

동 고시에 따른 연비측정 시험 방법은 위의 순서대로 이루어지며, 상세한 내용은 지식경제부고시 제2011-242호 ‘자동차의 에너지소비효율 및 등급표시에 관한 규정’ 별표 1 및 별표8을 참고하시기 바랍니다. 
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정리를 하면
VAD가, 십수년간 연비측정에 대하여 공식적으로 여러 번 문제 제기를 하였지만 폭스바겐 사건이 터지지 않았다면 영원히 묻혀 버릴 “잘못된 연비측정제도”라는 것과 “연비와 배출가스를 전자적(IT기술)으로도 얼마든지 조절이 가능하다“고 주장하던 것을 폭스바겐이 전 세계에 입증시켰다는 것입니다.

또한 이번 사건은 디젤 차에만 국한 하는 것이 아니라 전 세계 연료형자동차에 대한 전반적이 영향을 미치므로 “자동차공학에 대한 새로운 이정표를 제시한 혁신”이라고 여겨야 합니다.

이러하므로 이젠 차를 정비함에 있어서도 (물리적인 수리에만 치우치지 말고) 전자적으로 정비를 해주어야 성능이 개선되어 연비와 배출가스가 좋아진다는 것을  강조 드립니다.
< 제공 = VAD/www.motorpower.co.kr >