Although power-split hybrid electric vehicle (HEV) has higher potential fuel economy and acceleration performance, its design and control problems are very difficult and complicated. In addition, the complexity in power-split HEV has increased according to the trend toward designing the powertrain for multimode by using multiple planetary gear (PG)s and clutches. Design variables such as PG, final drive (FD), and motor power have to be considered and optimized at the same time in order to design the optimal powertrain in fuel economy, acceleration performance, and cost. In this thesis, systematical methodology is developed, which proposes generic configuration of the Voltec powertrain in Volt 2nd generation of General Motors (GM) using virtual lever to reduce the redundancy in design space. Furthermore, the optimal design of the Volt 2nd which has high fuel economy and acceleration performance is found with the efficient evaluation tool developed by using Dynamic Programming (DP) and Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS).
동력분기형 하이브리드 차량은 다른 종류의 하이브리드에 비해 뛰어난 성능을 낼 수 있지만 설계 및 제어가 매우 어렵다. 또한, 동력분기형 하이브리드 차량의 성능을 더욱 향상시키기 위하여 다중 유성 기어와 클러치를 사용하여 멀티모드를 가능하게 하려는 추세와 함께 그 복잡성은 더욱 증가하였다. 연비와 가속성능, 그리고 비용적인 측면에서 모두 우수한 동력분기형 멀티모드 파워트레인을 설계하기 위해서는 유성기어, 종감속 기어, 그리고 모터 용량과 같은 설계 변수가 동시에 고려되며 최적화가 이루어져야 한다. 본 논문에서는 General Motors (GM)의 볼트 2세대에 쓰인 Voltec 파워트레인에 가상레버를 도입하여 만든 포괄적인 볼트 2세대의 배열을 통해 방대한 설계 공간을 효과적으로 줄이는 체계적인 방법론을 제시한다. 이에 더해, Dynamic Programming과 Equivalent Consumption Minimization Strategy를 각각 효율적으로 이용하여 개발한 성능 평가 프로그램을 통해 빠른 시간 안에 연비와 가속성능이 모두 향상된 새로운 볼트 2세대의 설계를 찾아냈다.
