La gamma E-Tech di Renault è caratterizzata da un powertrain completamente nuovo, denominato Multi-Mode, che è stato studiato interamente nella struttura tecnica interna ed è prodotto nel sito Renault STA (Societé Transmission Automatique) di Ruitz, in Francia. Coperto da numerosi brevetti (Fig.1), si differenzia sostanzialmente per utilizzare un cambio meccanico in modalità automatica senza l’ausilio di frizione e sincronizzatore.
Inoltre, come precisano i tecnici Renault, il sistema è costituito da un motore elettrico cui è abbinato quello termico piuttosto che viceversa, come avviene invece nella gran parte delle applicazioni concorrenti. Un altro aspetto interessante è che sia per la versione ibrida (su Clio E-Tech) sia per la plug-in (su Captur e Mégane E-Tech) è stato adottato il medesimo powertrain, con la differenza di potenza complessiva, termica + elettrica, di 20 CV dovuta unicamente alla diversa tensione di alimentazione misurata ai poli della batteria (230V contro 400V) che alimenta il motore elettrico, denominato e-motor.
Dal punto di vista funzionale il powertrain E-Tech si distingue per la priorità elettrica allo spunto, pensata per contenere il consumo istantaneo nella fase energeticamente più gravosa, e nel successivo utilizzo intelligente dei rapporti. La coppia di 205 Nm disponibile subito all’albero del motore elettrico consente una strategia di transizione progressiva dell’avvio del motore termico, con una successiva ripartizione della coppia motrice tra i due motori in funzione della richiesta. Ovviamente quando la carica della batteria lo consente, è possibile marciare in elettrico puro. Fatta questa premessa, andiamo ad analizzare il cambio Multi-Mode, il sistema completamente integrato posto tra il motore termico e quello elettrico che rappresenta la parte più innovativa del powertrain.
Si tratta di un meccanismo composto da una serie di ingranaggi che costituiscono i 4 rapporti utilizzati quando la trazione è termica e da un’altra serie di ingranaggi che invece sono utilizzati nelle fasi transitorie, quando la trazione è elettrica o mista. La logica che lo gestisce può offrire 15 combinazioni diverse di rapporti per adattarsi a ogni situazione di guida. Nel sistema è incluso un secondo motore elettrico più piccolo (15 kW con 50 Nm di coppia), denominato HSG (High voltage Starter Generator), che svolge più funzioni, fungendo da starter e generatore ad alta tensione per i servizi del motore termico, da unità aggiuntiva per la ricarica della batteria quando la guida è in modalità ibrida e infine, essendo meccanicamente connesso alla catena cinematica, da sincronizzatore per facilitare l’innesto delle marce (Fig.2).
Nello spunto da fermo (Fig.3) funziona solo l’e-motor alimentato dalla batteria che fornisce una coppia motrice moltiplicata per il rapporto di trasmissione del primo rapporto ‘elettrico’.
Nel funzionamento ibrido, quando il motore termico si avvia con l’HSG la trasmissione gestisce il secondo rapporto ‘elettrico’ e via via la sequenza dei rapporti ‘termici’ per aumentare la velocità del veicolo o fargli superare le pendenza mantenendo un adeguato regime dei motori (Fig.4).
Quando si richiedono le massime prestazioni il contributo alla coppia motrice complessiva arriva proporzionalmente dai tre motori. In decelerazione il freno rigenerativo elettrico dovuto all’e-motor arriva a fornire alla batteria una potenza massima di 15 kW per la ricarica (Fig.5).
Nel caso si intervenga sul pedale del freno meccanico, l’azione rigenerativa può salire fino a 50 kW, dando così un deciso contributo al rallentamento del veicolo fino all’arresto (Fig.6). Ovviamente la trazione è sulle sole ruote anteriori.
