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10. 자동차 에너지소비효율 표시
가. 정의
에너지소비효율(연비)이란 자동차에서 사용되는 단위 연료당 주행할 수 거리를 나타냄.
나. 목적
(1) 소비자에게 효율이 높은 자동차 선호토록 유도
(2) 제작자에게 에너지절약형 차량 개발 유도
다. 법규
(1) 에너지이용합리화법 제9조, 제10조, 제11조
(2) 대기환경보전법 제33조
(3) 산업자원부고시 제1998-99호
라. 대상
(1) 연료 : 휘발유, 경유, LPG
(2) 차종 : 승용차, 화물형승용차, 짚형승용차
(3) 구분 : 배기량, 연료공급방식, 변속기
마. 시험기관
(1) 국립환경연구원, 한국에너지기술연구소, 자동차성능시험연구소, 자동차부품연구원
(2) 에너지소비효율을 측정할 수 있는 시설을 갖춘 공공기관으로서 산업자원부장관이 지정하는 기관
바. 시험방법
(1) 대기환경보전법에 의해 규정된 제작차 배출가스 검사방법인 CVS-75모드로 측정.
(2) 자동차의 배출가스농도를 탄소균형법(Carbon balance)에 의해 산출.
※ 탄소균형법이란 연료중의 탄소량과 자동차 배출가스중에 함유되어 탄산가스(CO2), 탄화수 소 (HC) 및 일산화탄소(CO) 중의 탄소량이 동일하다는 이론.
(3) 배출가스 측정방법
(가) 배출가스 측정용 시험모드(CVS-75)
o CVS-75 : LA-4모드로 시험자동차를 차대동력계에서 운전하기 위한 대표 주행사이클.
o LA-4모드 : 미국의 FTP-75시험방법의 주행사이클로 미국은 1975년 우리나라는 1987년 7월부터 배출가스 시험방법의 주행모드로 사용.
(나) 차대동력계의 부하설정
o 시험자동차가 실제 도로상에서 주행할 때 받는 부하상태를 차대동력계상에서 재현하기 위함.
o 시험자동차의 흡수도로부하력 산출.
HPd = (1/2)x(W/9.807)x(V1 - V2) / 102t
HPd = 부하력(KW),
W = 등가관성중량(kg),
V1 = 평탄도로상에서 시험자동차의 최초속도(88km/h),
V2 = 평탄도로상에서 시험 자동차의 최종속도(72km/h),
t= 차대동력계의 롤러가 88km/h에서 72km/h로 감속하는데 걸리는 시간.
(다) 배출가스 측정
o 25℃±5℃로 유지한 실내에서 12시간∼36시간 주차한 후
o 자동차를 차대동력계상에서 CVS-75 주행모드에 따라 운전시 시료채취.
- 시료채취는 배출가스를 일정량의 공기로 희석하여 처음 505초 동안은 시료주머니 1
(phase 1), 505초∼1372초까지 시료주머니 2(phase 2), 자동차의 시동을 끄고 10분 간 방 치 후 재 시동하여 505초동안 시료주머니 3(phase 3)에 채취.
(라) 배출가스량 계산
o 배출가스량은 다음 식에 의해 g/km로 계산.
A+B E+B
- 배출가스 농도(g/km) = 0.43 ( ----- ) + 0.57 ( ------ )
C+D F+D
A = phase 1의 중량농도, B = phase 2의 중량농도,
C = phase 1의 주행거리, D = phase 2의 주행거리,
E = phase 3의 중량 농도, F = phase 3의 주행거리.
- phase의 중량농도 = Vmix x 측정가스밀도 x 측정가스 농도(ppm, %)
Vmix = 표준상태에서의 희석배기가스량
- 측정가스 밀도 : CO, HC, NOx 및 CO2의 밀도
- 측정가스의 농도 : 배출가스 농도로서 CO, HC, NOx는 ppm, CO2는 %단위로 측정.
- 주행거리 phase 1, phase 3은 5.78km, phase 2는 6.29km.
(4) 연비 계산방법
(가) 휘발유사용 자동차
640 (g/L)
연비(km/L) = -----------------------------------
0.866×HC+0.429×CO+0.273×CO2
단, 1) CH비는 1.85임.
2) HC, CO2, CO는 각각 배출가스량(g/km).
(나) LPG사용 자동차
483 (g/L)
연비(km/L) = -----------------------------------
0.827×HC+0.429×CO+0.273×CO2
단, 1) 시험용 LPG는 부탄 100% 기준.
2) CH비는 2.5임.
3) HC, CO2, CO는 각각 배출가스량(g/km)
(다) 경유사용 자동차
734 (g/L)
연비(km/L) = ---------------------------------------
0.866×HC+0.429×CO+0.273×CO2(g/km)
단, 1) CH비는 1.85임.
2) HC, CO2, CO는 각각 배출가스량(g/km).
(5) 결과치 정리
(가) 연비의 유효성은 배출가스가 반드시 대기환경보전법 제31조의 제작자 배출허용기준에 적합하여야 함.
(나) 연비의 최종결과치는 소수점이하 첫째자리(둘째자리 이하 반올림)까지 표시.
사. 표시방법
표 6.11.1. 정부공인표준연비 및 등급표
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정 부 공 인 표 준 연 비 및 등 급 |
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차 종 별 : ( 배기량 cc, 공차중량 kg, 수동·자동 단 )
연 비 : km /L
등 급 : 등급 ( 군 : cc∼cc ) |
1) 여러 차종을 동시에 광고하는 경우에는 세부동일차종별로 연비, 등급 등을 모두 표시.
2) 위 시험결과는 표준모드에 의한 표준연비로서 도로·기상상태·운전방법·차량정비 및
차량의 노후정도 등에따라 실제주행연비와 달라질 수 있슴.
o 에너지소비효율 및 소비효율에 따른 등급의 표시방법(라벨)
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색 상
먹 ------------100%
적 ------------100%
황 ------------100% |
그림 6.11.1. 에너지소비효율 등급 라벨
아. 등급부여기준
(1) 일반형 및 승용겸화물형 승용자동차
표 6.11.2. 일반 및 승용화물형 승용자동차 연비등급기준 ( 단위 : km/L )
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등 급
배기량(cc) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
800 이하 |
23.6이상 |
23.5∼20.6 |
20.5∼17.6 |
17.5∼14.6 |
14.5이하 |
|
800초과 1,100이하 |
20.5이상 |
20.4∼17.9 |
17.8∼15.3 |
15.2∼12.7 |
12.6이하 |
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1,100초과 1,400이하 |
17.4이상 |
17.3∼15.2 |
15.1∼13.0 |
12.9∼10.8 |
10.7이하 |
|
1,400초과 1,700이하 |
16.5이상 |
16.4∼14.4 |
14.3∼12.3 |
12.2∼10.2 |
10.1이하 |
|
1,700초과 2,000이하 |
14.3이상 |
14.2∼12.5 |
12.4∼10.7 |
10.6∼8.9 |
8.8이하 |
|
2,000초과 2,500이하 |
11.2이상 |
11.1∼9.8 |
9.7∼8.4 |
8.3∼7.0 |
6.9이하 |
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2,500초과 3,000이하 |
9.4이상 |
9.3∼8.2 |
8.1∼7.0 |
6.9∼5.8 |
5.7이하 |
|
3,000 초과 |
8.6이상 |
8.5∼7.5 |
7.4∼6.4 |
6.3∼5.3 |
5.2이하 |
비고 : 에너지소비효율의 측정방법 등의 변경으로 종전의 측정방법에 의한 에너지소비효율과 변 경된 측정방법에 의한 에너지소비효율에 차이가 발생할 경우에는 등급부여기준을 변경가 능함.
(2) 짚형승용자동차
표 6.11.3. 짚형 승용자동차 연비등급기준 ( 단위 : km/L )
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등 급
배기량(cc) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1,500이하 |
14.8이상 |
14.7∼12.9 |
12.8∼11.0 |
10.9∼9.1 |
9.0이하 |
|
1,500초과 2,000이하 |
13.3이상 |
13.2∼11.6 |
11.5∼9.9 |
9.8∼8.2 |
8.1이하 |
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2,000 초과 |
12.2이상 |
12.1∼10.6 |
10.5∼9.0 |
8.9∼7.4 |
7.3이하 |
비고 : 에너지소비효율의 측정방법 등의 변경으로 종전의 측정 방법에 의한 에너지소비효율과
변경된 측정방법에 의한 에너지소비효율에 차이가 발생할 경우에는 등급부여기준을 변경 할 수 있음.
자. 각국의 자동차 연비 규제동향
(1) 미국
(가) 경위
o '75년에 기존 "자동차 정보 및 비용절약법 (Motor Vehicle Information and Cost
Saving Act)"을 수정하여 "에너지 정책 및 보전법(The Energy Policy and
Conservation Act)"을 제정, '78년부터 시행.
(나) 내 용
o 제작사 평균연비(CAFE: Corporate Average Fuel Economy)
- 자동차의 일정량을 시험하여 판매가중 평균 연료소비율을 계산하여 산출된 연비가 정
부에서 정하는 연비기준에 만족하여야 함.
o CAFE 기준
표 6.11.4. CAFE 기준 ( km/L )
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구 분 |
'78 |
'79 |
'85 |
'88 |
'91 |
'92 |
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승용 |
7.65 |
8.08 |
11.68 |
11.05 |
11.68 |
11.68 |
|
경트럭 |
이륜구동
사륜구동 |
-
- |
7.31
6.72 |
8.38
8.03 |
8.93
8.29 |
8.8
8.12 |
8.80
8.80 |
o 제작사 평균 연비가 CAFE기준에 불합격되면 제작사는 기준과 차이되는 연비에 대하여
자동차 1대 기준 1L 당 0.04Km마다 5$의 벌금부과
(다) 연비 시험 및 계산방법
1) 주행모드
FTP-75 모드(시가지주행모드) 및 Highway 모드(고속도로모드)
2) 계산방법
2421
o 경유자동차 연비[mpg] = ----------------------------------
0.866x(HC)+0.429x(CO)+0.273x(CO2)
(5174x104xCWFxSG)*
o 휘발유자동차 연비[mpg] = -------------------------------------------------------
[(CWFxHC)+(0.429xCO)+(0.273xCO2)]x[(0.6xSGxNHV)+5471]
CWF:탄소비율 ASTM D 3343
*SG : 연료 밀도 ASTM D 1298(g/㎖)
NHV:발열량 ASTM D 3338(BTU/LB)
o US-EPA에서 계산된 배출가스 인증값과 함께 연료소비(Fuel Economy 혹은 FE값)는
'City-Test'와 'Highway-Test'로부터 다음 공식에 의해 계산
o 최종 연비
(시가지주행연비x0.9)x0.55+(고속도로주행연비x0.78)x0.45
여기서 0.9와 0.78은 공인연비와 실제연비의 차이를 보상하기 위한 환산계수
3) 표시방법 및 대상
o 표시 :mpg(mile/gallon)
o 대상 : 10,000대 이상 판매차량
o 라벨표시 예
그림 미국 EPA의 연료사용표시내용
(2) 일본 및 유럽
(가) 개요
o 일본은 수송수단의 에너지소비효율을 개선하기 위하여 연료가격을 높이고 차량소유자에 대해서도 자동차 연비 정보 확대 및 자발적으로 연비개선에 동참토록 유도하는 정책.
o 프랑스와 영국은 제작자동차 연비자료를 강제로 발표하도록 함.
o 스웨덴은 기준연도에 생산한 모든 자동차를 평균하여 각 자동차 제작회사가 준수해야
되는 연비기준 정함.
표 6.11.5. 유럽 각국의 연비개선유도정책
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국 가 |
내 용 |
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영 국 |
- 연비자료의 의무적 신고
- 연비를 10% 증가토록 권장 |
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프랑스 |
- 연비자료의 의무적 신고
- 신형자동차의 연비를 1L당 13.3km 이상으로 향상시키도록 함 |
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독 일 |
- 신형자동차의 연비를 10%∼20% 향상시키도록 함. |
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이태리 |
- 신형자동차의 연비를 10% 향상시키도록 함. |
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스웨덴 |
- 신형자동차의 평균연비를 1L당 13.3km 이상으로 향상시키도록 함 |
(나) 주행모드(붙임 자료)
o 일본 : 10.15모드
o 유럽 : ECE15 + EUDC(Extra Urban Driving Cycle)모드
(다) 계산방법
o 일본,유럽 : 한국과 동일
(라) 표시방법
o 일본 : km/L, 유럽 : L/100km
참고문헌
1． 환경부, (1999), 대기환경보전법.
2． 산업자원부, (1999), 에너지이용합리화법.
3． 산업자원부, (1999), 산업자원부 고시 제1998-99호.
4． AVL KOREA, (1997), Current and Future Exhaust Emission Legislation.
작성자 : 자동차공해연구소 공업연구사 김대식(공학석사)
이 자료는 국립환경연구원에서 발간한 환경자료집(1999년판)을 이용하여 만들었으므로 법령기준등은 현재와 차이나는 경우가 많이 있습니다. | 
