국제기준과의 결정적 차이 ⚠️ — 한국 현행 별표 1에는 "시스템 출력"이라는 독립 시험 항목이 없습니다. 국제기준(UN GTR 21·UN R177)이 여러 동력원을 합친 통합 시스템 출력을 재는 반면, 한국은 동력원별(내연기관·구동전동기·연료전지·초소형) 원동기 출력을 각각 잽니다. 이 구조적 차이가 국내 도입 공백의 배경입니다.
분석 축: 각 시험을 ① 무엇을 ② 어디서·어떤 정확도로 ③ 어떤 조건에서 ④ 어떤 절차로 ⑤ 어떻게 계산·보정하는가 로 분해
📖 원문 규정 바로가기 (국가법령정보센터) — 이 분석의 근거 법령입니다.
- 자동차 및 자동차부품의 성능과 기준 시행세칙 ↗ — 별표 1 「23. 원동기 출력시험」 (시험 방법·절차·서식의 직접 근거)
- 자동차 및 자동차부품의 성능과 기준에 관한 규칙 ↗ — 안전기준 제106조 (시험기준이 인용하는 근거 조문, 구 제111조)
1공통 골격 — 4개 시험의 공통 구조
| 단계 | 내용 |
|---|---|
| 적용범위 | 자동차(이륜 제외)용 해당 동력원 |
| 정의 | 출력 = "규정 대기상태에서 실차 부속장치를 부착하고 시험대에서 측정한 출력" |
| 제출서류 | 동력원 제원표 + 구성도면·기술자료 |
| 시험기준 | 안전기준 제111조(현행 제106조) 해당 호 |
| 시험조건 | 부속장치 실차 동일 부착, 변속기 미부착 원칙, 온도·연료·냉각 규정 |
| 측정 정확도 | 토크·회전수·온도·압력·전기량별 허용오차 명시 |
| 시험방법 | 예열/안정화 → 전부하 → 다지점 측정 → 안정확인 후 기록 |
| 결과 | 별지 서식 기록표 + 성능곡선도 |
공통 사상: "실차에 준하는 부속장치 상태 + 표준(기준) 환경 + 전부하 + 안정상태 측정 + 표준상태 보정"
2내연기관(ICE) 출력시험 23.1
2-1. 무엇을 측정하나 (측정 항목·위치)
| 항목 | 측정 위치 |
|---|---|
| 축 토크 | 동력계 제동하중 측정 후 계산 또는 직접 |
| 회전속도 | 크랭크축(변속기 부착 시 동력계 회전속도 동시) |
| 연료소비량 | 체적 또는 질량 |
| 흡기온도 | 흡기 입구 상류 0.15 m 이내(방사열·배기·역류 영향 차단) |
| 흡기압력 | 공기청정기 하류 0.15 m 이내(불꽃점화=기화기/분사밸브 상류 정압) |
| 수증기 분압 | 통풍형 건구습도계 |
| 배기압력 | 배기 매니폴드 하류 약 0.15 m(과급기 시 출구 0.15 m 이내) 정압 |
| 냉각액 온도 | 내연기관 출구(필요시 순환펌프 입구) |
| 윤활유 온도/압력 | 오일팬 중간부/통로/냉각기 출구 |
| 대기압 | 시험 시작 전 시험실 |
| 연료온도/비중량 | 기화기 또는 분사펌프 입구 |
2-2. 측정 정확도
- 동력계 부하(토크) ±1%(측정범위 1/2 이하 시 ±2%) · 회전속도 ≤ 5 min⁻¹
- 연료소비량 ±2% · 온도 ±2K(흡기 ±1K)
- 대기압 ±100 Pa · 배기압 ±200 Pa · 흡기압 ±50 Pa
2-3. 시험조건
- 부속장치: 실차 장착분 동일 부착. 구동 외 부속은 제거(제거 불가 시 무부하 흡수동력을 산출해 표준대기 출력에 가산)
- 변속기: 미부착 원칙(직결 곤란·분리불가 시 부착하고 감속비·전달효율 기록)
- 냉각: 액냉식 출구 냉각액 80±5℃(지정범위 있으면 그 ±5K) / 공냉식은 지정장소 온도가 최고온도로부터 20℃ 이상 저하 않도록
- 연료: 휘발유 KS M 2612 / 경유 KS M 2610 2호 / 기타는 비중량·특성 기록
- 표준대기상태: 25℃, 건조대기압 99 kPa(743 mmHg)
2-4. 시험 절차
- 예열운전으로 정상 운전상태 확보
- 전부하 설정: 불꽃점화=스로틀 전개, 압축착화=전부하 분사
- 측정 회전속도: 최고출력시 회전속도의 40·60·80·100%(설정치 대비 ±1% 또는 ±10 min⁻¹ 중 큰 값 이내 유지)
- 축 토크·회전속도·각부 온도가 최소 1분 이상 안정 확인 후, 2% 초과 변동하지 않는 2회 연속 측정치 평균 사용
- (압축착화) 매연은 40·60·100% 지점에서 측정
2-5. 계산·보정
출력·토크 및 제동연료소비율:
T = W·L, P = C·W·N (C = 2πL / (60·a), a = 102[kW] / 75[PS])
F = (3.6b/t){1 + β(Tr − Tf)}, f = (F·r·1000) / P₀ (P₀ = 표준대기 수정출력)
표준대기 수정 P₀ = k·P — 점화방식별 보정계수:
불꽃점화 ka = (Pd0/Pd)^1.2 · (T/T0)^0.6 (적용 80≤Pd≤110 kPa, 288≤T≤308K, 0.93≤ka≤1.07)
압축착화 kd = fa · fm
fa(무과급/기계과급) = (Pd0/Pd)(T/T0)^0.7, fa(터보) = (Pd0/Pd)^0.7 · (T/T0)^1.5
fm = 0.036(q/r) − 1.14 (40≤q/r≤65), 0.3(q/r<40), 1.2(q/r>65)
(적용 80≤Pd≤110 kPa, 283≤T≤313K, 0.9≤kd≤1.1)
흡기온도 자동조절장치 정상작동 시 온도항 (T/T0) 지수 = 0. 여기서 Pd = Pa − Pw (건조대기압 = 총대기압 − 수증기분압).
2-6. 결과
제23-2호 결과기록표, 제23-3호 성능곡선도(수정출력·수정토크·수정연료소비율 대 회전속도).
3구동전동기(drive motor) 출력시험 23.2
두 종류의 출력을 측정: ① 최고출력 ② 최고 30분 출력. 두 시험 모두 공급전력을 구동축전지 최고출력(붙임)으로 설정하는 것이 특징.
3-1. 정의
- 구동전동기 출력: 25±5℃에서 부속장치 부착, 시험대 측정
- 최고 30분 출력: 25±5℃에서 30분간 일정하게 전달 가능한 최고 평균출력
- 구동축전지 최고출력: 최고출력 유지시간 동안 공급 가능한 최고 평균출력
- 부속장치: 전원(전압강하 5% 이내), 변속기·제어장치(순정), 냉각(액냉/공냉 순정), 전기장치, 시험용 부속팬(필요시)
3-2. 측정 정확도
부하 토크 ±1%(범위 1/2 이하 ±2%) · 회전속도 ±0.5% · 온도 ±2K · 공급전원 ±1% · 축전지 최고출력 ±1%(저장주기 10 Hz 이상).
3-3. 시험조건
- 부속장치 실차 동일 부착(구동 외 목적 부속 제거/무부하 흡수 가산, 변속기 미부착 원칙)
- 액냉식 출구온도 제작자 지정 ±5K / 공냉식 냉각공기 지정온도 +0K~−20K
3-4. 최고출력 시험 절차 23.2.7.1
- 전원: 시간·전류 의존 5% 이내 전압강하(10초 내 5% 초과 후 복귀는 제외). 공급전압=제작자 제시, 공급전력=구동축전지 최고출력 측정값
- 전동기·부속을 2시간 25±5℃ 안정화
- 전부하
- 시험 전, 제작자 제시 회전속도에서 최고출력의 80%로 지정 온도범위까지 예열(미도달 시 3분)
- 회전속도 0 ~ 최대 다지점 측정, 전체 5분 이내 완료
- P = (2π/60)·T·N (소수 둘째 버림, 첫째까지). T[N·m], N[min⁻¹]
3-5. 최고 30분 출력 시험 절차 23.2.7.2
- 전원 조건 동일
- 4시간 25±5℃ 안정화
- 제작자 제시 출력으로 30분 구동. 회전속도는 최고출력 측정 회전속도의 90% 이상
- 회전속도·출력·온도 연속 기록, 출력은 시험초기값 ±5% 범위 유지
- 최고 30분 출력 = 30분 측정 출력의 평균(소수 둘째 버림, 첫째까지)
3-6. (붙임) 구동축전지 최고출력 측정
- 시험용 축전지 = 실차 탑재 최종단위(대표 가능 시 하위단위 가능, 영향 없으면 냉각 생략 가능)
- 제작자 방법으로 정격용량까지 충·방전 활성화
- 제작자 제시 SOC(±1% 이내) 설정
- 25±5℃에서 8시간 이상 안정화(시험실도 25±5℃ 유지)
- 시작·종료 전압 측정, 제작자 제시 최고출력·유지시간 동안 방전
- 전압·전류 연속기록, P = V·I, 유지시간 평균 = 최고출력
3-7. 결과
제23-5호(최고출력, 출력·토크 곡선), 제23-6호(30분출력, 시간 대 출력·토크·회전속도 곡선), 제23-7호(축전지 최고출력). 제23-4호 구동전동기 제원표에 단일/다중전동기(수량), 미션정렬(병렬/트랜스액슬), 기저·최대 회전속도, 최고/30분출력, 시험전압·공급전력 기재.
4연료전지(fuel cell) 출력시험 23.3
4-1. 정의·구성
연료전지 출력: 대기상태에서 스택 + 부속장치 부착 측정. 부속=연료공급·공기공급·냉각·고전원분배·제어장치·기타. 전기부하장치로 스택 출력 측정용 전기부하 인가.
4-2. 측정 정확도
전류·전압 ±0.1% · 온도 ±2K · 전기부하 ±0.5%.
4-3. 시험조건
시험실 20±10℃, 스택·부속 8시간 안정화.
4-4. 시험 절차
- 제작자 방법으로 예열·안정화(부속장치 모두 작동)
- 최저 부하 → 단계적 상승 → 최고 부하 전류 인출
- 최고부하에서 전압·인출전류·입출구 냉각액온도를 10 Hz 이상으로 1분 측정
- P = V·I, 결과는 1분 평균
- 작동 중지 후 1시간 안정화 → 위 과정 3회 반복 평균 = 최고출력(소수 둘째 버림)
4-5. 결과
제23-8호 결과기록표 + 전압·전류·출력 그래프.
5초소형자동차 원동기 출력시험 23.4
준용 구조 — 23.4는 자체 절차 없이 별표 1 「55. 이륜자동차의 원동기 출력시험」 ↗을 준용한다. 단, 초소형자동차는 55.1 단서에 따라 "내연기관(ICE) 출력 시험방법만 적용" → 55의 구동전동기 시험부(및 서식 55-4~55-8)는 초소형에 적용되지 않는다.
초소형 ICE 시험은 절차·산식·보정이 자동차 내연기관 시험(23.1)과 실질적으로 동일하다 — 측정 항목·위치(0.15 m 규칙), 표준대기 25℃·99 kPa, 40·60·80·100% 다지점, ka/kd 대기보정(T₀=298K·Pd0=743mmHg)까지 일치. 차이는 두 갈래: ① 근거 조문 계열이 다르고(안전기준 제63조·제63조의2 ↗ vs 원동기 23.1의 제106조), ② 측정 정밀도 요구가 다르다(특히 압력계가 더 엄격, 회전속도는 비율 기준).
5-1. 23.1과의 핵심 차이 — 정밀도·조문
| 구분 | 초소형 (55 ICE 준용) | 자동차 ICE (23.1) |
|---|---|---|
| 근거 조문 | 제63조·제63조의2 | 제111조(구)/제106조(현행) |
| 회전속도 정밀도 | 최대 회전속도의 ±1% (비율) | ≤ 5 min⁻¹ (절대값) |
| 연료소비량 정밀도 | ±1% | ±2% |
| 대기압 정밀도 | ±70 Pa (±0.525 mmHg) | ±100 Pa |
| 배기압 정밀도 | ±25 Pa (±0.188 mmHg) | ±200 Pa |
| 흡기압 정밀도 | ±25 Pa (±0.188 mmHg) | ±50 Pa |
| 표준대기·측정항목·절차·보정식 | 23.1과 동일 (준용 취지 그대로) | |
| 결과 서식 | 55-2 / 55-3 | 23-2 / 23-3 |
압력계는 55 쪽이 전반적으로 더 엄격(대기 ±70 vs ±100, 배기 ±25 vs ±200, 흡기 ±25 vs ±50 Pa). 초소형 성적서·시험장치 검증 시 정밀도는 55 기준으로 맞춰야 한다. 등가 흡·배기장치 사용 시 흡기 100 Pa / 배기 1000 Pa 이내 변동 요건 명시.
규정 공백 ⚠️ — 55.1 단서가 초소형을 "내연기관 시험방법만"으로 한정하므로, 전동식 초소형(구동전동기)의 출력시험 근거는 이 준용 경로로 커버되지 않는다. 전동 초소형의 시험 근거는 상위 규정에서 별도 트랙 존재 여부를 확인해야 한다.
6시험 간 비교 (측정 관점 요약)
| 구분 | 내연기관 (23.1) | 구동전동기 (23.2) | 연료전지 (23.3) |
|---|---|---|---|
| 기준환경 | 25℃·99 kPa (표준대기) | 25±5℃ | 20±10℃ |
| 부하설정 | 전부하(스로틀/분사) | 전부하, 축전지출력으로 전력설정 | 최고부하 전류 인출 |
| 핵심 측정 | 토크·회전수·연료 → 출력 보정 | 토크·회전수 → 최고/30분 출력 | 전압·전류 → 출력 |
| 회전속도 다지점 | 40·60·80·100% | 0~최대(5분내) / 30분 고정 | 해당없음(부하기준) |
| 보정 | ka/kd 대기보정 | 보정식 없음(안정화·전압강하 관리) | 없음(3회 평균) |
| 대표산식 | P=C·W·N | P=(2π/60)·T·N | P=V·I |
| 결과서식 | 23-2/23-3 | 23-5/23-6/23-7 | 23-8 |
내연기관
환경변수(대기압·온도·습도) 영향이 커 표준대기 보정계수(ka/kd)가 핵심.
구동전동기
전기·열 안정성이 핵심 → 전압강하 5% 관리 + 장시간 안정화(2h/4h) + 축전지 출력으로 공급전력 결정.
연료전지
전기화학 특성상 반복(3회) 평균으로 대표값 산정.
7유의사항 (측정·시험 관점)
- 조번호: 별표 1 발췌가 시험기준으로 제111조(구번호)를 인용하나, 현행 규칙에서 원동기 출력은 제106조(2019.12.31. 이동). 최신 별표(2026-257호)와 조문 대응 재확인 필요.
- 판본: 확보 발췌 기준. 최신본 세부수치 변동 여부는 2026-257호로 확정 권장.
- 전동식 초소형 공백: 55.1 단서가 초소형을 "내연기관 시험방법만"으로 한정 → 구동전동기(전기 초소형) 출력시험 근거는 이 준용 경로로 확인되지 않음. 상위 규정에서 별도 트랙 존재 여부 확인 필요.
출처 · 관련 페이지
- 원문 규정(국가법령정보센터): 시행세칙(별표 1) ↗ · 규칙(제106조) ↗
- 한국 (국내 도입 현황·공백) · 각국 이행 비교
- 국제 시스템 출력 기준: UN GTR 21 · UN R177