Many prior studies on power-split hybrid electric vehicles focused on finding optimal configurations. Their output is usually either an optimal powertrain configuration, i.e. a diagram illustrating the connections between the four components and the planetary gear set(s) (PG), or an optimal virtual compound lever design, i.e. a bar with four nodes to which the four powertrain components are connected. Nevertheless, the actual depiction of the selected designs, which is indispensable for their physical implementation, has not yet been extensively studied. This thesis introduces the physical realization process of input and output split hybrid configurations using a single PG and compound split configurations using two PGs. First, if the selected design is a virtual compound lever, an automated methodology was developed to convert it into feasible powertrain configurations. Then, feasible kinematic diagrams, which specify the connections, locations, and arrangements of the components, are systematically generated for the obtained or selected powertrain configurations. Throughout this study, the entire design space is fully explored and the best optimal designs are selected. Multiple feasible powertrain configurations were generated for given optimal compound lever design. Some of the obtained feasible optimal powertrain configurations are not registered as patents despite their world-class performance. Then, through generating the kinematic diagrams, the best feasible components arrangements, which are good in terms of packaging and manufacturability, are selected. The generation of kinematic diagrams played a key role in choosing the best compound split configurations. In fact, many optimal compound split designs did not have good kinematic diagrams, and thus, were discarded, while many novel optimal designs were found.
동력분기형 하이브리드 전기자동차에 대한 기존의 많은 연구들은 최적 구조 배열을 찾는데 집중했다. 그 결과는 일반적으로 최적의 파워트레인 구조 배열(4개의 단품과 유성기어의 연결을 보여주는 그림)이나 최적의 가상 복합 레버 설계(4개의 단품이 연결된 4개의 노드로 구성된 막대)였다. 그럼에도 불구하고, 그 물리적 작동에 꼭 필요한 설계에 대한 실제 표현 방법에 대해서는 아직 폭넓은 연구가 이뤄지지 않고 있다.
본 논문에서는 하나의 유성기어를 사용하는 입력 및 출력 분기 하이브리드 구조 배열과 두개의 유성기어를 사용하는 복합 분기 하이브리드 구조배열의 물리적 구현 방법을 소개한다. 우선, 선택된 설계가 가상 복합 레버인 경우, 자동화된 방법을 개발해서 타당한 파워트레인 구성으로 변환했다.
그 다음, 이를 통해 얻거나 선택한 파워트레인 구성에 대한 요소들의 연결, 위치 및 배치를 명시하는 체계적이고 적합한 설계 배치도를 작성했다. 본 연구를 통해, 전체 설계 공간을 평가하여 최적의 설계를 선택했다. 주어진 복합 레버 설계에 대해 다수의 타당한 파워트레인 구성을 생성했다. 이를 통해 얻은 최적의 파워트레인들 중 일부는 세계 수준의 성능을 갖췄음에도 특허로 등록 되어 있지 않음이 확인 되었다. 그 다음에, 설계 배치도를 작성해서 패키징 및 제작 용이성 측면에서 최고의 단품 배치를 선택했다. 설계 배치도의 작성은 최고의 복합 분기형 파워트레인 선택에 있어 핵심적인 과정이다. 실제로, 다수의 최적 복합 분기형 설계를 찾았지만, 좋은 설계 배치도를 갖지 못하였기 때문에 배제되었다.
