Vélo électrique - vérification calculs
Bonjour à toutes et à tous !
J'ai pour projet depuis quelques mois de réaliser un vélo électrique. Je suis étudiant en pharma du coup mes notions d'ingénierie sont assez précaires (je me suis procuré le livre "Je construis mon véhicule électrique" de SIVERT et LEQUEU ; mes formules de calculs sont issus de ce livre).
Je post ce message pour voir avec vous si mes calculs sont cohérent ou bien si je m'apprête à construire une épave(j'espère être dans la bonne section de ce forum j'ai un peu hésité sur où poster mon message).
Pour ce projet j'avais un seul critère limitant : mon moteur 1000W 48V à balais pignon 11 dents type t8f ; j'ai donc dû construire autour de lui. Je n’aborderai ici que les points de physique dynamique, je ne me suis pas encore penché sérieusement (en termes de calculs) sur les batteries et cie.
Pour ce projet j’ai utilisé mon vélo de La Poste Gitane avec frein à disque et Shimano nexus 3 dans le moyeu arrière. Roue de 26 pouces (donc r = 0.3175m).
J'ai articulé ce poste en plusieurs points :
I. La masse du véhicule
II. La Vmax à atteindre
III. La transmission nécessaire
IV. La Force motrice qui en découle
V. L’accélération qui en découle
I. La masse du véhicule
Le vélo : 14 kg
Moi : 93 kg (j’ai une ossature lourde
Moteur : 5 kg
Batterie et autre électronique +/- 5kg
TOTAL : 115kg
II. La Vmax à atteindre
J’ai tablé sur 30 km/h (en réalité c’est plus le rapport de transmission qui m’a obligé à atteindre ce chiffre, je le détaillerai un peu plus dans la partie éponyme).
Vmax (km/h) = (N(tr/min) * 2 * pi/60) * (Dentsmoteur/Dentsarbre) * rayonroue * 3600/1000
30 (km/h) = 339 * Dm/Da
Dm/Da = 0.089
III. La transmission nécessaire
J’avais procédé à différents calculs et entre la force motrice qui pourra être exercée, la vitesse, le couple et les (grands) plateaux existant sur le marché je suis arrivé à la conclusion que je devais avoir un Vmax de 30 km/h et un Dm/Da de 0.089.
Là où je rencontre encore un petit problème de compréhension c’est dans le nombre de dents à avoir entre le pignon et le plateau à cause du shimano dans le moyeu arrière qui vient lui-même jouer un rôle de transmission.
Pour calculer le rapport de transmission j’avais appris (dans mes souvenirs) qu’il fallait établir le quotient R entre roue entraînée / roue entrainante. Le livre avec lequel je travaille lui fait l’inverse… Je suis un peu déstabilisé pour le coup ; mais voici la situation.
Je suis allé chercher la datasheet de mon shimano (pour les 3 vitesses disponibles) mais j’imagine que le R est calculé de manière conventionnelle et non comme dans mon bouqin. Soit voici les valeurs :
V1 = 0.733
V2 = 1
V3 = 1.364
Voici le nombre de dents du plateau que je trouve avec un pignon de 11 dents et si j’engage la vitesse correspondante : Dm/Da * 1/RV = 0.089
V1 : Da = Dm/0.089 * 1/0.733 -> 169T ; autant dire qu’avec un tel plateau je vais pouvoir labourer des champs…
V2 : Da = 124T
V3 : Da = 91T
Voici le nombre de dents du plateau que je trouve avec un pignon de 9 dents
V1 : Da = 138T
V2 : Da = 101T
V3 : Da = 74T -> ENFIN quelque chose qui existe sur le marché et qui ne risque pas de forer du pétrole !
IV. La Force motrice qui en découle
Du coup j’ai pas trop le choix pour définir la force qui peut être déplacée…
Cmoteur = (Fmotrice * Rroue) * Dm/Da
Fm = 3,2 (N.m) * 0.3175 / 0.089
Fm = 113,2 N
V. L’accélération qui en découle
Du coup je réinjecte la masse (enfin surtout la mienne) dans le calcul et j’obtiens (j’ai choisis une force de résistance Fr = 40 N en calculant rapidement le maître couple et en voyant un peu large pour les frottements)
Fm = m * dv/dt + Fr
dv/dt = 0.63 m/s2 (combinaison anti-g obligatoire…………..)
Voilà j’espère vous avoir donné l’ensemble des informations sans vous avoir donné envie de mourir après avoir lu ce pavé. Qu’en pensez-vous ?
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Envoyé par RueBN 
