Hallo und sanfte Grüße! 
Ich kann den Verbrenner zum Mitdrehen bewegen im Pure-Modus - wenn ich zu viel Gas gebe. Also wenn ich soweit durchdrücke, daß die Öko-Anzeige von Grün nach Beige wechselt. Aber das hat mit der Synchronisation vermutlich nichts zu tun. Eher damit, daß in jeder Systemauslegung der Fahrerwunsch immer Priorität hat.
Renaultzeros,
das mit dem Zweiganggetriebe ist nicht ganz so einfach zu erklären. Ich versuch's trotzdem mal.
Das erste Bild zeigt das Wirkungsgrad-Kennfeld eines x-beliebigen E-Motors im sog. Feldschwächbetrieb. So werden heutzutage im Grunde alle geregelten, dreiphasigen Motoren betrieben. Die Leistung berechnet sich bei einer drehenden Maschine als das Produkt aus Drehzahl mal Drehmoment. Daher die Darstellung "Moment über Drehzahl". Wichtig: An den Achsen ist entweder die Drehzahl oder das Drehmoment gleich Null. Was immer man an elektrischer Leistung also in dieser Situation in den Motor hineingibt - der Wirkungsgrad ist an dieser Stelle immer gleich Null. In der Mitte haben E-Maschinen typisch Wirkungsgrade von über 90 % - und da ist der Inverter schon eingerechnet. Maschinenüber 95 % sind heute nichts Besonderes mehr. Zwischen Null und 90 % muß es einen halbwegs linearen Anstieg geben, also einen Bereich, in dem die Wirkungsgrade eher lausig sind. Nach rechts dreht die Maschine sehr schnell; die schnelle Ummagnetisierung und Eddy-Ströme im Eisen reduzieren den Wirkungsgrad daher bei hohen Drehzahlen. Nach oben fließt nur Strom durch Kupfer; auch hier wird mehr geheizt als gedreht - bei entsprechend schlechtem Wirkungsgrad. Irgendwo muß man auch begrenzen, damit der Inverter nicht abraucht, daher im linken Drittel die Begrenzung. An der Feldschwächlinie ist ebenfalls der Wirkungsgrad wieder nahe Null - aber das möchte ich nicht erklären, das ist etwas kompliziert.
Bild zwei zeigt, welche Drehmomentanforderungen bei welcher Drehzahl in einem WLTP-Zyklus anfallen. Es gibt einen hell leuchtenden Punkt bei Null / Null - das ist der stehende Motor an der Ampel etc. Ganz rechts gibt es einen hell leuchtenden Punkt - Fahren mit Höchstgeschwindigkeit nach Zyklusvorgabe. Es gibt einen Balken unten, bei wenig Moment und mittleren bis hohen Drehzahlen - das Rollen ohne große Antriebsleistung; kann man im Captur recht gut an der Öko-Anzeige ablesen. Daneben gibt es noch horizontale und vertikale Punktelinien - die Beschleunigungsvorgänge.
Vergleicht man die Bilder 1 und 2, dann fällt auf: Im Eingangbetrieb verweilt die Maschine überwiegend in Bereichen, in denen der Wirkungsgrad gering bis mies oder grottenschlecht ist. Gerade das Fahren mit v-max frißt viel Strom und macht daraus Antriebsleistung mit nur geringem Wirkungsgrad. Das (und nicht die Rekuperation) ist der Hauptgrund dafür, daß E-Autos im Nahverkehr sparsamer laufen als auf der Autobahn. Die Rekuperation bringt tatsächlich nur im Bereich 10 % Reichweite. Ein Freilauf wäre bei kleinen Fahrzeugen sogar deutlich effizienter.
Bild drei und vier zeigen, was passiert, wenn man einen zweiten Gang einführt. Bei einer Halbierung der Untersetzung ist es sehr einfach nachzuvollziehen: Die gleiche Anforderung aus dem Fahrzyklus wird realisiert bei halber Drehzahl, aber mit doppeltem Moment. Damit läuft der Motor aber im gesamten Zyklus wesentlich häufiger in einem Bereich deutlich höheren Wirkungsgrads.
Das ist das ganze Geheimnis!
In 3 und 4 ist übrigens auch der Bremsbetrieb mit eingezeichnet, der jedoch nicht mit der Rekuperation verwechselt werden darf. Sinnvoll rekuperieren kann man tatsächlich nur in einem relativ flachen Dreieck, das sich unter der Nullinie nachts hin aufspannt. Man merkt das beim Fahren: Rollt der Captur noch flott, rekuperiert er zwar ordentlich, aber die Bremsleistung ist vergleichsweise gering - die Motoren sind nach rechts nicht mehr sehr stark. Wird er langsamer, bremst er gefühlt zunehmend stäker, rollt nahe Null dann aber bis auf die Reifenreibung etc. einfach aus.
Tatsächlich ist das alles nicht sehr geheimnisvoll. Wie elektrische Motoren funktionieren, war theoretisch und praktisch bereits beschrieben lange bevor es die ersten, funktionierenden Verbrenner gab. Die Lehrbücher darüber sind alle längst geschrieben.
PS.: Warum nicht mehr Gänge - weil jeder Gang über den dicken Daumen rund 3 % Wirkungsgrad kostet. Die Zahnräder eines Getriebes befinden sich immer im Eingriff und erzeugen damit immer Reibung. Mehr als zwei Gänge erhöhen daher im Zyklus die Reichweite nicht mehr, nur noch das Gewicht und die Kosten.
Screenshot 2022-10-25 135132.pngWLTP2.pngEingang.pngZweigang.png
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