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WLTP로 정의된 측정 방법으로 테스트를 효율화

인증기관도 도입하는 클램프형 전류센서와 파워 아날라이저로 WLTP의 정확도 요구 사항을 충족하면서 테스트 시의 준비 부하를 경감

도입한 고객 소개

유럽의 대기업 자동차 메이커로, 일찍부터 고객의 요구나 라이프 스타일을 의식해, 유연한 자세로 시대에 맞는 자동차 만들기 위해 노력해온 Z사. 최근에는 중소형 자동차의 에너지 절약 성능 향상에 주력하여 전세계 시장에서 높은 평가를 받고 있습니다.

도입 전 상황

국제 기준 WLTP에 필요하고 정확한 전류 측정이 필요했습니다.

지금까지 자동차의 배기 가스•연비의 시험 사이클이나 시험 방법은, 국가나 지역이 독자적으로 규정하고 있었기 때문에, 자동차 메이커는 자동차의 인증을 취득하기 위해서 나라나 지역마다 요구하는 시험이 상이했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 개발된 글로벌 통일 표준은 WLTP(Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure)입니다. EU는 2017년부터, 일본은 2018년부터 WLTP가 규정하고 있는 측정법 [WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycles) 모드] 에서의 연비 성능 평가 시험을 도입하고 있습니다.

  • 시험 사이클 예시

이 규격에서는 자동차에 탑재하는 각 배터리의 충방전에 사용되는 에너지, 즉 전력량을 측정하여 CO2 배출량으로 환산할 필요가 있습니다. 형식 인증을 얻기 위해서는 전력량을 산출해야하며, 전압•전류•전력을 정확하게 측정할 필요가 있습니다. 인증시험에서 측정된 결과가 카탈로그 등으로 공표할 수 있는 수치가 되기 때문에, 자동차 메이커나 자동차 부품 메이커는, 개발 단계로부터 인증 시험을 확실하게 확인할 수 있는 측정을 실시하기 위해서, 보다 좋은 측정 방법의 확립에 노력하고 있습니다.

유럽을 비롯해 세계 각국의 시장에 수많은 차종을 전개하고 있는 Z사도 WLTP가 규정하는 엄격한 조건을 충족하기 위해 기존의 측정 방법을 재검토, 개발 현장에서도 높은 정밀도로 전압•전류•전력을 측정할 수 있도록 계측기의 재검토를 도모했습니다.

선정의 포인트

WLTP의 엄격한 정확도 요구를 충족시키는 클램프형 전류 센서였다

보다 정확한 측정 방법을 검토하는 중에 직면한 것이 전류 측정의 어려움이었 습니다. 전류 측정에는 관통형 또는 클램프형 전류 센서를 사용합니다. 일반적으로 관통형 전류 센서의 측정 정확도가 높습니다. 그러나 관통형 전류 센서의 측정 작업에는 배선을 제거하고 링 모양의 센서에 배선을 통과시켜 측정한 이후, 다시 배선을 원래대로 되돌리는 작업이 필요합니다. 이러한 작업은 번거로울뿐만 아니라 결선으로 예기치 않은 사태가 일어날 수도 있습니다.

  • 관통형 전류 센서

한편, 클램프형 전류 센서는 링 형상의 센서가 개폐하고, 케이블을 사이에 두는 것만으로 측정할 수 있습니다. 취급하기 쉽고 측정 시 배선을 제거할 필요가 없습니다. 그러나 구조상 아무래도 개폐부의 자성재에 간극이 생겨 버리기 때문에 관통형에 비해 정확도가 떨어집니다. 따라서 WLTP에서 요구되는 전류 정확도를 충족시키는 것이 좀처럼 발견되지 않았습니다. 이와 같이, 2 종류의 전류 센서는 각각 1장 1단이 있습니다. Z사는 정확성을 기하기 위해서도 한 번 완성된 차는 가능한 개조하지 않습니다. 번거로움 없이 클램프형 전류 센서로, 보다 정확하게 연비 계측을 하고 싶다고 생각했습니다.

  • 클램프형 전류 센서
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  • 클램프형 전류 센서
    Closed
  • 현재 테스트의 진화를 지원하는 기술
    "제로 플럭스 방식(플럭스 게이트 감지 유형)"

Z사는 시장에 있는 많은 클램프형 전류 센서를 픽업하여 비교 검토한 결과, WLTP의 엄격한 정확도 요구를 충족시키는 계측기는 히오키의 AC/DC 커런트 프로브와 파워 아날라이저의 조합이었습니다. 두 제품 모두 히오키가 자사 개발 및 제조하고 있기 때문에, 노이즈 대책을 포함해 조합했을 때, 보다 좋은 상태로 측정할 수 있도록 설계되어 있습니다. Z사는 몇 차례 테스트한 뒤 바로 도입을 결정했습니다.

도입하게된 이유는, 히오키의 전류 센서가 정격 전류의 차이에 따라 풍부하게 라인업을 갖추고 있기 때문이었습니다. 차량의 전류 용량에 맞추어 최적의 정격의 전류 센서를 선택할 수 있고, 교환도 간단하게 실시할 수 있음을 높이 평가했습니다. 또한, 다양한 현장에서 파워 아날라이저를 운반하는 것을 생각하고 있던 Z사는, 고정밀이면서 컴팩트하고 휴대성이 뛰어난 점을 평가해, PW3390을 선정했습니다.

도입 후의 효과

클램프형 전류 센서를 통한 정확한 측정으로, 시험시의 번거로움을 해소

Z사는 AC/DC 커런트 프로브와 파워 아날라이저 PW3390의 도입을 통해, 선을 사이에 두는 약간의 수고만으로도 WLTP의 엄격한 전류 정확도 요구를 충족할 수 있습니다. 완성된 시험 차량에서도 배선을 분리하지 않고 측정이 가능하기 때문에 연비 시험에 걸려있던 준비 작업을 최소한으로 억제할 수 있게 되었습니다.

파워 아날라이저 PW3390 동영상

또한, WLTP의 인증시험은 기본적으로 인증기관의 사이트 또는 인증기관의 심사관이 입회하신 후 자동차 메이커의 사이트에서 실시됩니다. AC/DC 커런트 프로브와 PW3390의 조합은 수많은 인증기관에서도 채용되고 있습니다. Z사로서는 인증기관과 같은 설비를 도입함으로써 안심하고 개발 단계부터 측정을 반복할 수 있어 결과에 자신감을 가진 상태로 인증시험에 임할 수 있게 되었습니다.

최근에는 Z사가 제휴하고 있는 부품 메이커가 최신의 자사 부품으로 교체했을 때, 연비 성능을 정확하게 평가하여, Z사에 제안하기 위해서 AC/DC 커런트 프로브와 PW3390의 도입을 검토해 있다는 이야기도 있습니다. Z사로서는, 안심하고 그 부품을 사용할 수 있기 때문에, 이러한 부품 메이커의 움직임이 활발해질 것을 기대하고 있습니다.

실제 주행을 상정하고 있는 WLTP는 지금도 계속 개정되고 있습니다. 2021년에는 저온 시험의 조건이 추가되어 -7℃에서의 연비 성능이 요구되게 되었습니다. Z사는 이 저온 시험에도 곧바로 대응할 수 있습니다. 히오키와의 제휴를 통해, 파워 아날라이저 PW3390의 사용 온도 범위를 [0℃~40℃」에서 [-10℃~40℃」로 확대했습니다. 앞으로도 지속적인 개정이 예상되는 연비 규제에 대해 HIOKI와 힘을 합쳐 유연하게 대응해 나갈 방침입니다.

도입한 제품