Je me tâte à électrifier un vélo.
Le cahier des charges est simple :
- un vélo qui doit rester un vélo, c'est-à-dire capable de monter du 15% avec les batteries à plat, donc une transmission non amputée
- l'assistance doit privilégier les côtes (pour rouler sur le plat, pas besoin de moteur).
Le trajet à considérer, c'est de chez moi vers Lyon :
- en voiture, 20 km et c'est plat. 1h le matin à 8h, 20 minutes sans bouchons.
- en vélo, bien sûr comme ils ont mis l'autoroute et la 4 voies là où c'est plat, il faut passer par les petites routes : trajet très agréable, 20 km et 400m de dénivelé, ce qui prend environ 1h sur mon Giant.
Je fournis 250W en transpirant, 100-150W sans transpirer, mais comme je fais 100 kg plus 20 kg de vélo, dans les côtes, je me fais vite griller par les maigres de 60kg avec des vélos de 6kg...
Je ne souhaite pas une assistance pour aller plus vite sur le plat : ça ne servirait à rien (à part à avoir des accidents), et puis de toutes façons, du plat, il n'y en a pas des masses.
Le but est d'accélérer les côtes qui représentent la majorité du temps de trajet. Il y a plusieurs longues montées peu pentues (4-5%) et quelques murs à 15-20% (soit pour prendre un raccourci, soit pour éviter les routes dangereuses).
Je pourrais prendre un vélo légal :
- c'est très cher (2-3000€)
- la limitation à 25 km/h n'est pas gênante
- mais la limitation à 250W est fort ennuyeuse
Donc, tant pis, je ferai assurer le truc en tant que cyclomoteur (là, c'est légal) et je n'aurai pas le droit de rouler sur les "aménagements cyclables" (ça tombe bien, il n'y en a aucun).
Donc, quel type de moteur choisir. Il faut déjà savoir où on va le mettre.
Soit le moteur est couplé directement à la roue arrière (avec réduction), soit il est couplé au pédalier.
Moteur pédalier :
- le moteur utilise la transmission donc toujours au rendement optimum
- montage compliqué
- centre de gravité avantageux
- un moteur de 350 à 500 watts mécaniques convient
- mais, pour garder toutes les vitesses, il faut mettre un moyeu Rohloff (1000€) ou utiliser un pédalier de tandem (et coupler le moteur sur le côté gauche)
- les contraintes supplémentaires sur le pédalier usent rapidement les roulements, idem pour la chaîne et toute la transmission.
Moteur roue :
- soit un moteur moyeu,
- soit un moteur placé sur le porte bagage avec une transmission par chaine ...
-- sur le plus grand pignon de la roue, condamne 2 vitesses, mais la chaîne s'enlève en quelques minutes en cas de panne sèche.
-- ou bien un grand pédalier monté sur les fixations de frein à disque du moyeu arrière
- montage plus simple
- centre de gravité moins avantageux, plus haut et à l'arrière
- le moteur tourne à une vitesse proportionnelle à celle du vélo, donc il doit avoir une plage de rendement élevé plus étendue
- et le moteur doit être assez puissant pour monter des bonnes côtes sans sortir de sa zone de bon fonctionnement (c'est là tout le problème).
Pour la simplicité et le coût, je vais choisir un moteur couplé à la roue arrière, et changer le cahier des charges, du moteur, qui devient :
- la puissance nécessaire pour grimper du 15% à 15 km/h, soit environ 800W méca (à la louche).
- un bon rendement entre 15 et 25 km/h (avec réduction appropriée)
- un bon rendement entre la demi-charge (pente de 6% à 25 km/h) et la pleine charge (15% à 15 km/h).
- le moins possible de pertes quand le moteur est inactif (c'est-à-dire une grande partie du temps).
Le freinage régénératif est peu intéressant.
Les moteurs moyeu que j'ai examinés ne conviennent pas. La plupart sont des brushless : à faible vitesse, le rendement s'écroule. Il faudrait plus de puissance, mais les modèles plus puissants sont plutôt optimisés pour rouler plus vite sur du plat. En côte, ils calent, à moins d'avoir plusieurs kW, donc très lourd, et les batteries qui vont avec. Et il y a la résistance quand le moteur n'est pas actif.
Donc, à mon avis, le plus simple est de placer un moteur sur le porte bagage et de le coupler à la roue arrière avec une chaîne, probablement un pédalier de 52 dents fixé sur les fixations de frein à disque du moyeu (les freins seront alors à patin). Il faudra une roue libre sur l'axe du moteur. Quand le moteur est inactif, il y aura des pertes dans la chaîne, qui sont faibles (quelques watts).
Donc, il me faudrait un moteur (ou motoréducteur) avec les caractéristiques suivantes :
- Pas trop lourd
- Alimentables par des batteries dans une tension pas trop louche
- Dans les 800W mécaniques
- Rendement correct (>80%) entre 650 rpm et 1000 rpm.
- Couple : environ 10 Nm à 650 rpm.
Sachant que les RPM peuvent être plus élevés en changeant le nombre de dents du "pignon" fixé sur la roue arrière.
Un Brushless à réducteur incorporé (Cyclone) conviendrait, mais est relativement cher (400$). Évidemment ça résoud 80% des problèmes de mécanique.
http://www.cyclone-tw.com/dc24.htm
Mais je suppose qu'on doit bien pouvoir trouver un moteur de récup avec des caractéristiques convenables pour que dalle (genre, l'asynchrone qui est dans ma bétonnière). Ou à la déchetterie ...
Ma question est donc : quel moteur, et où ?
Pour ce qui est du contrôle, ce serait amusant à faire. Quoique je ne suis plus tellement au point sur les moteurs...
moteur induction basse tension : http://www.bestmotor.it/frameset_ei.html
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