1TP1·TP2란 — 목적과 등가성 목표
측정 지점의 값을 "엔진 출력축에 상응하는 기준점"의 출력으로 환산하는, 서로 다른 두 경로.
전동화차의 시스템 출력을 결정할 때, 규정은 기술적으로 동등한 두 절차를 제공합니다. 차량의 계측 가능성과 실험실의 역량·선호가 다르기 때문입니다. 두 절차는 측정 위치와 보정 계수만 다를 뿐, 궁극적으로 같은 기준점의 출력을 추정하는 것을 목표로 합니다. 이 등가성이 규정 설계의 핵심으로, 어느 절차를 쓰든 같은 차량에서는 동일한 시스템 출력이 나와야 합니다.
| 구분 | TP1 (상류 측정) | TP2 (하류 측정) |
|---|---|---|
| 정의 | 측정된 전기 출력 + 결정된 ICE 출력 | 액슬/휠 허브에서 측정된 토크·회전수 |
| 측정 지점 | REESS/인버터 입력의 전압·전류 + 엔진(회전수·흡기압·연료유량) | 구동축 또는 휠 허브 |
| 보정 계수 | K1 — 전기→기계 변환효율 (인버터+모터) | K2 — 기계 변환효율 (기어박스 손실) |
| 계수 적용 | 측정 전기입력에 K1을 곱함 (×) | 측정 축출력을 K2로 나눔 (÷) |
| ICE 출력 | 회전수 기반 풀로드 출력곡선(UN R85/ISO 1585) 참조 | 축 측정값에서 비ICE 출력을 빼서 도출 |
| 계산식 | R = (U·I/1000 − PDCDC − Paux) × K1 | R = (2π · n · T /1000) / K2 |
| 전체 출력 | 모든 기준점 출력의 합 ΣRi | |
2기준점(Reference Point) — 두 절차를 일치시키는 축
이 규정의 가장 독창적인 개념이자, TP1·TP2 등가성의 토대. (정의 3.5.3)
기준점이란 최대출력 조건에서 휠을 구동하는 기계적 에너지의 일부가, 추진용 에너지 변환기에 의해 저장 시스템으로부터 기계적 에너지로 처음 생성되는 지점입니다. 개념적으로 내연기관의 엔진 출력축과 기계적으로 유사한 지점이며, 손실이 과한 휠도 전기변환 손실을 빼먹는 배터리도 아닌 그 중간의 의미 있는 지점입니다. 이 지점을 넘어선 드라이브트레인 손실은 (전통적 방식과 동일하게) 정격에 반영하지 않습니다.
시스템 출력 정격 = 차량의 모든 기준점을 통과하는 출력의 합(예: P2 하이브리드의 R1(엔진 측)·R2(전기모터 측) → 시스템 출력 = R1 + R2). 여기서 결정적인 점은 TP1을 쓰든 TP2를 쓰든 동일한 기준점이 적용되어야 한다는 것입니다. 이것이 두 절차의 결과 일치를 보장하는 핵심 장치입니다.
3아키텍처별 TP1 / TP2 적용
어느 절차가 적용 가능한지는 동력 흐름 구조에 달려 있다. 판정 기준은 "해당 절차가 모든 기준점의 출력을 정확히 결정할 수 있는가"이다.
병렬형(P2)은 두 절차 모두 적용해 동일 결과를 기대하지만, 파워스플릿·순수 직렬형은 축에서의 출력이 효율이 다른 여러 경로의 합이라 단일 축 측정으로 각 기준점 출력을 복원할 수 없어 TP2 적용 불가, TP1만 적용합니다. 다축 구동은 축마다 개별 평가합니다. 아래 다이어그램은 R177 부속서 4의 기준점 식별 그림입니다(GTR 21과 동일 원리).
3.1 병렬형 / P2 하이브리드 — TP1·TP2 모두 적용
엔진과 전기모터 출력이 단일 축에서 기계적으로 합쳐지는 가장 단순한 구조. 기준점은 엔진 측 R1, 전기모터 측 R2이며, 두 절차 모두 적용 가능해 제조사가 선택한다.
- TP1: 엔진 회전수·흡기압·연료유량으로 R1을, REESS 전류·전압(×K1)으로 R2를 결정
- TP2: 액슬 토크·속도(÷K2)로 (R1+R2)의 합을 결정
3.2 파워스플릿형 (유성기어) — TP1만 적용
토요타 THS처럼 유성기어로 엔진의 직결 경로와 직렬(전기) 경로가 섞이는 구조. 축에 도달한 출력은 변환 효율이 다른 여러 경로의 합이라 단일 축 측정으로는 R1과 R2REESS를 복원할 수 없다. 따라서 TP2 적용 불가, TP1만 적용. R2REESS는 모터-제너레이터 출력 중 REESS 유래분만 계산해 엔진 직렬 경로와의 이중 계산을 방지하고, K1은 Inv1+MG 조합의 순효율로 설정한다.
3.3 순수 직렬형 — TP1만 적용
엔진과 도로 사이에 기계적 연결이 없고 엔진은 발전기로 전기만 공급하는 구조. 엔진 출력(R1)과 REESS 출력(R2REESS)이 구동모터 MG에서 합쳐진 뒤 축으로 가므로, 축 한 곳 측정으로는 둘을 분리할 수 없다. TP2 적용 불가, TP1만 적용.
3.4 다축(AWD) 구동 — 축별 평가, 축마다 다른 TP 가능
두 축이 모두 추진하면 4WD 다이나모(또는 허브 다이나모 2대)로 동시 시험한다. 각 축은 독립적으로 적용성을 판정하며, 축마다 서로 다른 TP를 적용할 수 있다. 시스템 출력은 모든 축의 모든 기준점 출력의 합이다.
3.5 TP2 적용 불가 케이스
한 축에 서로 다른 기계적 경로(예: 유성기어의 ring 경로와 sun 경로)로 출력이 도달하면, 하나의 K2로는 각 기준점 출력을 분리할 수 없어 TP2가 적용되지 않는다. 이 경우 전기 측을 측정하는 TP1을 사용한다.
4적용성 · 선택 의사결정
적용성 규칙이 잘못된 절차 적용을 막고 일관된 단일 결과를 보장한다. 둘 다 가능하면 제조사가 선택한다.
적용성 판정은 제조사가 제출한 동력 흐름 기술서와 기준점(Annex 4)을 형식승인 기관이 확인하는 데서 출발합니다. 핵심 판정 기준은 "그 절차가 모든 기준점의 출력을 정확히 결정할 수 있는가"입니다. ISO 원본에는 차종별 적용 제한이 없었으나, GTR 21은 동력 흐름 특성에 근거한 적용성 규칙(6.1.3)을 추가했고 R177이 이를 8.1.3으로 이어받았습니다.
| 아키텍처 | 적용 가능 절차 | 비고 |
|---|---|---|
| 병렬 / P2 (모터 1개) | TP1 또는 TP2 | 두 절차 결과 일치, 제조사 선택 |
| 병렬, 모터 2개 (REESS→복수 인버터) | TP1 (권장) / TP2 | 각 인버터 입력 계측 시 K1 개별 검증 가능 |
| 파워스플릿 (유성기어) | TP1 | 축에서 경로 분리 불가 → TP2 불가 |
| 순수 직렬 | TP1 | 엔진·REESS 출력이 MG에서 합류 |
| 다축 (AWD) | 축별 TP1/TP2 | 축마다 독립 판정, 동시 시험 |
| 한 축에 서로 다른 경로 합류 | TP1 | 단일 K2로 기준점 분리 불가 → TP2 불가 |
5GTR 21 ↔ R177 차이 (TP 관련)
R177은 GTR 21의 두 절차를 그대로 가져오되, 1958협정 형식승인 체계에 필요한 절차·현실 보완을 더했다.
TP1·TP2의 측정 원리·기준점·계산식은 두 규정이 동일합니다. 차이는 형식승인 운용에 필요한 요소와 현장 적용성을 높이는 완화·확장에 있습니다. 아래는 TP 절차에 직접 영향을 주는 차이만 추린 것입니다.
| 항목 | GTR 21 | UN R177 (추가/변경) |
|---|---|---|
| 엔진 시험 표준 | ISO 1585:1992 | ISO 1585:2020 |
| 흡기압·연료유량 확인 허용오차 | ±2 % | ±5 % (현실적 완화) |
| 흡기압 측정 정확도 | ±50 Pa | ±2 % |
| 시간 정확도 | ±10 ms | ±100 ms |
| 시험실 온도 허용오차 | ±10 ℃ | ±5 ℃ (요청 시 set point 23 ℃) |
| TP1 분배비(DR) 케이스 (d) | 없음 | 분배율 DR(1)·DR(2)로 R1·R2 분배 (온보드 토크 지령, 8.1.3.1.2(d)) |
| 온보드 데이터 | 정확도 입증 시 허용 | 엔진속도·흡기압·연료유량 폭넓게 허용 |
| 초고출력 차량 | 규정 없음 | 시뮬레이터 포함 시스템 벤치 허용 |
| 결과 해석 | 평균값 ±5% 이내 제한 | 선언값이 기술기관 측정값과 피크/지속에서 ±5% 이내면 인정 (8.10) |