멀티사이클 테스트(Multi-cycle test)는 전기자동차의 에너지효율 및 1회 충전 주행거리 측정 시험방식이다. 다중주행모드시험 또는 영어 약자로 MCT(엠씨티)라고 한다. 이 방식에서는 도심과 고속도로 주행을 따로 실시하던 기존 시험 방법(싱글사이클 테스트)을 한 번의 주행으로 번갈아가며 실시한다. 도심-고속도로-도심을 주행하는 등 특정 사이클을 반복, 방전될 때까지 주행하는 방식이다. 따라서 시험 시간이 절반 이상 단축되고 운전자의 실수를 예방할 수 있다는 장점이 있다. 대한민국에서 주행거리 인증으로 채택하고 있는 환경부 주행거리 인증과 미국에서 채택하고 있는 EPA 주행거리 인증이 멀티사이클 테스트로 전기차의 주행거리를 측정한다.
멀티사이클 테스트는 미국에서 개발하여 대한민국에서도 채택하고 있는 주행거리 측정 방식이다. 멀티사이클 테스트는 다이나모미터라 불리는 동력계 위에서 차량을 테스트한다. 이는 실제로 차량이 도로를 주행하는 것이 아닌 마치 러닝머신같이 롤러 위에 차량을 올려놓고 실제 도로 환경을 모사하는 것이다. 이때 시내·고속·정속 주행을 모두 실시하여 한 번의 값으로 보고, 여러 번의 테스를 통해 여러 값을 낸다.[1] 다이나모미터 위에서 다양한 주행 사이클을 진행할 때 중요한 두 가지 사이클이 있다. 바로 UDDS(Urban Dynamoneter Driving Schedule)[2]와 HWFET(Highway Fuel Economy Driving Schedule)[2]이다. UDDS 사이클은 테스트 차량의 속도를 높였다가 다시 0으로 낮추는 반복 주행으로, 도시 연비를 측정하는데 사용된다. HWFET 사이클은 차량의 속도를 높인 다음 30~60mph 범위의 다양한 속도 사이로 주행하며, 고속도로 연비를 측정하는데 사용한다. 멀티사이클 테스트는 말 그대로 이 과정을 여러 번 거치는 것이다.[3] 이때 전문 운전자는 완충된 전기차를 도심 시뮬레이션으로 배터리가 방전될 때까지 주행한다.[4] 차량을 완전히 충전하고 밤새 주차한 뒤 다음날 아침 다이나모미터에서 테스트를 또 시작한다. 배터리가 완전히 방전되어 더이상 주행할 수 없을 때까지 여러가지 UDDS와 HWFET 주기를 거친다. 마지막으로 고온 및 저온 조건에서의 전기자동차 효율 저하 등을 감안하여 측정된 값의 70%만 반영한다. 이는 전기자동차는 온도나 배터리 상태 등에 따라 편차가 크기 때문이다.[5]
멀티사이클 테스트는 UDDS, HFEDS와 정속주행구간인 CSC(Constant Speed Cycle)를 서로 조합하여 UDDS-HFEDS-UDDS-CSC 주기를 만들고 이를 2회 반복하여 시험한다. 멀티사이클 테스트는 전기자동차의 회생제동이 없는 정속주행구간인 CSC 주행모드 구간이 존재하기 때문에 배터리 잔존용량(state of charge) 소모량을 극대화할 수 있다. 그러므로 싱글사이클 테스트(SCT) 방법 대비 시험시간이 최소 하루 이상 단축된다는 장점이 있어서 특히 주행거리가 긴 전기자동차의 에너지효율 측정방법에 적용하고 있다. 그럼에도 불구하고 멀티사이클 테스트의 시험 소요시간은 일반적으로 내연기관 대비 약 4배 이상 오래 걸린다는 단점이 있다.[6]
상세 방법[편집]
차대동력계 상에서 도심주행시험은 FTP-75 모드에서 시가지동력계 주행시험계획(UDDS)과 고속도로주행시험(HWFET), 정속(88.5km/h)주행시험(CSC)을 조합하여 주행하며, 순서는 UDDS-HWFET-UDDS-CSC의 순서로 2회 주행하되 2회째 CSC 주행거리가 총 주행거리의 20% 미만이 되도록 1회 CSC 주행거리를 적절히 설정하여야 한다. 정속주행시험(CSC)의 목표 속도 도달은 시험자동차의 시동(key on) 이후 1분 이내에 이루어져야 한다. 단, 최고 속도가 88.5 km/h에 미치지 못하는 자동차는 최고속도의 90% 속도를 적용한다. 정속주행시험 중간에 정차가 가능하며 이 경우 시동은 꺼진 상태이어야 한다. 정속주행시험 중간에 정차를 하는 경우, 각 정속운전의 운전 시간은 5분 이상 60분 이하여야 하며, 최대 60분마다 5~30분의 휴지기간을 가져야 한다. UDDS1-HWFET1 및 UDDS3-HWFET2사이는 키를 꼽은 상태에서 15초간 휴지기간을, HWFET1-UDDS2 및 HWFET2-UDDS4 사이는 키를 뺀 상태에서 10분간 휴지기간을 가지고, 나머지 사이 구간은 키를 뺀 상태에서 0~30분간의 휴지기간을 가진다. 휴지기간을 포함한 모든 주행구간에서 이동 직류 전류 및 전압, 전력(배터리와 모터 사이에 배치)을 측정하고 적산한다.
싱글사이클 테스트(SCT)는 도심주행 모드인 UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule)와 고속도로주행 모드인 HFEDS(Highway Fuel Economy Driving Schedule)를 별도로 구분하고 이를 반복 주행하여 시험하며, 멀티사이클 테스트는 UDDS, HFEDS와 정속주행구간인 CSC(Constant Speed Cycle)를 서로 조합하여 UDDS-HFEDS-UDDS-CSC 주기를 만들고 이를 2회 반복하여 시험한다. 싱글사이클 테스트는 시험차량 배터리의 잔존용량 방전되어 차량이 주행모드를 추종하지 못할 때까지 해당 주행모드를 반복 주행해야 하며, 주행모드도 UDDS와 HFEDS를 별도로 운영해야 하기 때문에 배터리 용량이 커서 1회 충전 주행거리가 긴 전기자동차에는 많은 시험시간이 소요되고 이에 따른 비용이 증가하게 된다. 그러므로 미국자동차공학회(SAE International)는 1회 충전 주행거리가 97km를 초과하는 전기자동차는 멀티사이클 테스트 적용을 권고하고 있다.[6]
- ↑ 김한량, 〈전기차 국가별 주행거리 평가 방법〉, 《메이벅스》, 2019-07-24
- ↑ 2.0 2.1 이민호, 김성우, 김기호, 〈전기자동차 연비시험 방법 비교〉, 《한국석유관리원 석유기술연구소》, 2017
- ↑ 엠에스리, 〈국가마다 전기차 1회 충전 주행 거리가 다른 이유〉, 《네이버 포스트》, 2021-08-28
- ↑ 〈전기차 주행가능거리, 반드시 같이 봐야 할 인증 기준은?〉, 《이브이포스트》, 2022-02-08
- ↑ 고석연 기자, 〈전기차 최대 주행거리, 반드시 같이 봐야 할 인증 기준〉, 《엔카》, 2019-10-02
- ↑ 6.0 6.1 노경완, 노만수, 김정철, 심창호, 〈전기자동차 에너지효율 측정을 위한 MCT 방법 개선 연구〉, 《한국자동차공학회》, 2021-06-17
참고자료[편집]
- 이민호, 김성우, 김기호, 〈전기자동차 연비시험 방법 비교〉, 《한국석유관리원 석유기술연구소》, 2017
- 윤대원 기자, 〈전기차 연비시험 새로운 기준 도입한다〉, 《전기신문》, 2014-08-12
- 김한량, 〈전기차 국가별 주행거리 평가 방법〉, 《메이벅스》, 2019-07-24
- 고석연 기자, 〈전기차 최대 주행거리, 반드시 같이 봐야 할 인증 기준〉, 《엔카》, 2019-10-02
- 노경완, 노만수, 김정철, 심창호, 〈전기자동차 에너지효율 측정을 위한 MCT 방법 개선 연구〉, 《한국자동차공학회》, 2021-06-17
- 박현영 기자, 〈유럽과 한국서 100km이상 차이나는 '전기차 주행거리' 이유가 뭘까?〉, 《데일리한국》, 2021-07-19
- 엠에스리, 〈국가마다 전기차 1회 충전 주행 거리가 다른 이유〉, 《네이버 포스트》, 2021-08-28
- 〈전기차 주행가능거리, 반드시 같이 봐야 할 인증 기준은?〉, 《이브이포스트》, 2022-02-08
같이 보기[편집]
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