Transmisia manuală electrică (ESG)

Transmisia manuală paralelă (PSG) oferă baza ideală pentru o acţionare la un comfort înalt şi cu randament excepţional. Pentru reducerea suplimentară a consumului de carburant se caută posibilităţi pentru integrarea unei maşini electrice in transmisia vehiculului. Pe lângă pornirea/oprirea automată rapidă şi silenţioasă a motorului (Start-Stop), maşina electrică trebuie să faciliteze şi recuperarea energiei de frânare (recuperare), precum şi o reducere a puterii motorului cu ardere internă printr-o funcţie booster. Pentru aceasta, în majoritatea cazurilor se instalează o maşină electrică ("generator- demaror") între arborele cotit al motorului şi ambreiaj. Dezavantajos în acest caz este potenţialul limitat de recuperare, datorită pierderilor prin frecare şi prin procesul de schimb de gaze ale motorului la funcţionarea ca frână de motor.

Acest dezavantaj se poate evita prin integrarea unui ambreiaj suplimentar între maşina electrică şi arborele cotit. Prin decuplarea motorului cu ardere internă, la rularea liberă a vehiculului, întregul potenţial al energiei de deceleraţie se poate recupera. Mai mult, prin decuplarea motorului termic de maşina electrică, vehiculul poate fi antrenat pur electric, reducând suplimentar consumul de carburant. Ideea LuK pentru un ESG face încă un pas înainte; maşina electrică este integrată în transmisie. Pe lângă avantajele funcţionale, această configuraţie oferă avantaje semnificative de gabarit şi de costuri (imaginea 1).

Funcţii
Pentru a putea explica în ansamblu funcţiile individuale ale ESG, ambele transmisii parţiale sunt reprezentate paralel (imaginea 2). Partea inferioară conţine treptele de viteză impare, precum si ambreiajul K1 şi se denumeşte transmisie parţială 1. Analog există transmisia parţială 2 formată din treptele de viteze pare şi din ambreiajul K2.

Rulajul cu motorul termic
În timpul funcţionării cu transmisia parţială 2, generatorul-demaror (SG) este cuplat direct la motorul termic prin ambreiajul K2. Imaginea 2 indică de exemplu rularea în viteza a 4-a cu maşina electrică funcţionând ca generator.

Funcţia booster
În regimul de rulaj într-o treaptă de viteză impară, în funcţie de strategia de cuplare se preselectează o treaptă de viteză pară  din transmisia parţială 2 sau se cuplează poziţia neutră. Dacă transmisia parţială 2 este în poziţie neutră, atunci ambreiajul K2 se închide pentru a transmite cuplul de la generator. Dacă se selectează o anumită treaptă de viteză, acţionarea maşinii electrice are loc prin treapta de viteză respectivă. Prin inversarea cuplului la maşina electrică se poate realiza funcţia booster.

Pornire/rulaj în mod electric
În cazul unei suficiente puteri instalate a maşinii electrice precum şi a bateriei, există posibilitatea de rulaj complet electric. În acest caz, ambele ambreiaje rămân decuplate şi în funcţie de viteză şi sarcină, puterea se transmite la roţi prin vitezele a 2-a, a 4-a sau a 6-a.

Recuperarea energiei de frânare (recuperare)
Pentru o utilizare eficientă a energiei de frânare, în regimul de deceleraţie, motorul termic se decuplează de restul grupului propulsor. Frânarea vehiculului este preluată de maşina electrică care, în funcţie de viteză, poziţia pedalei de frână, precum şi de raportul de transmisie, produce un moment generatoric şi transformă energia cinetică a vehiculului în energie electrică. Prin integrarea compresorului de climatizare în transmisia parţială 2, energia cinetică a vehiculului se poate utiliza direct pentru climatizarea vehiculului. Prin utilizarea unei agent frigorific adecvat, cum ar fi CO2, instalaţia de climatizare poate genera şi căldură. Pe lângă avantajele energetice, analog climatizării vehiculului, sistemul poate fi folosit şi pentru managementul termic al vehiculului hibrid. Acest lucru este valabil în special pentru motoarele moderne cu injecţie directă, cu distribuţie variabilă, etc. care, datorită consumurilor reduse la încărcare parţială necesită oricum încălzire suplimentară.