Dimensionner un moteur électrique et ses batteries

[Carbon0]

Quelles sont les dimensions et poids du véhicule (en charge), quelle est la vitesse maximale souhaitée (à plat) et quelle pente max peut-il gravir (et à quelle vitesse ?)

- 250kg de masse totale et <100kg de masse à vide.
- 2kw car effectivement pour monter 250kg à 8% sur 14km donc pendant 30min, moins de 2KW sont nécessaire. Et 4KW maxi car c'est la loi sur les véhicules qui peuvent se conduire sans permis à 45km/h maximum.

le moteur-roue est intéressant au niveau des masses suspendues et de la tenue de route mais récupérer la chaleur d'un moteur interne pourrait être utile pour chauffer un peu l'habitacle en période froide ?

Peut être songer à récupérer la chaleur des accus et/ou du contrôleur ?

En effet, pour le rendement avec le moteur dans la roue on y gagne forcément sur une traction par chaîne et pignon.
Pour l'hivers on aura peut être pas d'autre choix que de chauffer via une résistance. 200W seront peut être suffisant compte tenu du volume à chauffer.
-----

[antek]

Peut être songer à récupérer la chaleur des accus et/ou du contrôleur ?

Il faudra surtout une étude thermique pour les utiliser à des températures acceptables.

[antek]

le moteur-roue est intéressant au niveau des masses suspendues et de la tenue de route . . .

Les masses non-suspendues dégradent la tenue de route.
Déplacer des masses suspendues vers les roues dégrade donc la tenue de route.
Mais à ces vitesses ce n'est pas important.

[antek]

Je m'aperçois un peu tard que la discussion est complètement hors électronique.

[titijoy3]

Les masses non-suspendues dégradent la tenue de route.
Déplacer des masses suspendues vers les roues dégrade donc la tenue de route.
Mais à ces vitesses ce n'est pas important.

ah, ok, donc léger avantage au moteur interne

[Black Jack 2]

Voir #20 -> autonomie = deux montées à l'Alpes d'Huez à 30 km/h !

Bonjour,

J'avais pas vu ...

Si m = 250 kg (en charge, batteries incluses)
pente de 7,9 % de moyenne (Alpe d'Huez)
vitesse 30 km/h

Force due à la pente : F1 = 0,079 * 250 * 9,81 = 194 N
Force frott aéro : 1/2 * 1,29 * 0,35 * 1,5² * (30/3,6)² = 35 N
Force de roulement (sur pneus) : 0,015 * 250 * 9,81 = 37 N

Force totale = 266 N

Puissance : P = 266 * 30/3,6 = 2217 W

Donc 2200 W est un bon ordre de grandeur.
********
2 montées de l'alpe d'huez = 28 km (sans les descente)

Donc besoin de 1 heure d'autonomie, si on prend 1,5 heure d'autonomie par sécurité cela donne une énergie dépensée de :

2217 * 1,5 * 3600 = 1,2.10^7 J
Soit 3326 Wh

Si on compte un rendement de 80 % de la batterie à la décharge, il faut donc une batterie de 4157 Wh

Avec une batterie de 48 V (en utilisation à 2200 W), il faut donc 4157/48 = 87 Ah

Si on ne prend pas une autonomie de 1,5 h et qu'on se contente de 1 h (pour 2 montées de l'alpe d'huez), la batterie devra faire 87/1,5 = 58 Ah.

On trouve par exemple des batteries Lithium 48V 64 Ah ... masse d'environ 13 kg

Voir par exemple ici : https://fr.aliexpress.com/item/32827661579.html

Ou ici : https://fr.dhgate.com/product/booant...421114420.html

Ou ailleurs ...

[Carbon0]

Merci beaucoup pour ce post fort bien détaillé.

Force de roulement (sur pneus) : 0,015 * 250 * 9,81 = 37 N

Sur quoi tu t'es basé pour la force de frottement ? Là ça dépendra beaucoup du choix des pneumatiques et en particulier de la largeur des pneus.
Cela correspond à quoi le 0.015 et le 250 ?

Pour passer de 3326Wh à 4157Wh cela correspond à une augmentation de 25%. Je retiens, mais Antek en avait parlé également, qu'il faut tenir compte du rendement.

87Ah c'est pour 1,5h, une heure suffira, ce sera dans tous les cas beaucoup plus en utilisation normale.
Et surtout, l'idée c'est de tirer le poids vers le bas.

Donc 1h à 2217Wh pour un rendement de 80% cela donne 2660Wh / 48 = 55.4
Pour le poids total, je suis sur un poids de chassis de 100Kg, ce qui me parait large et 2 x 75kg pour deux adultes.

Pour info un vtt tandem électrique de compétition, c'est 33kg avec les batteries.
Donc 100kg on a de la marge.

[Bitrode]

Batterie aliexpress, mdr...
Comme trop souvent dans ce genre de demande un cahier des charges minimaliste, donc voué à l'échec certain.
Pour espérer faire une batterie il faut déjà avoir une cellule élémentaire adaptée au besoin.
Et ne pas négliger les certifications (et le budget qui va avec).
Il y a une grosse différence entre un bricolage et vouloir commercialiser une batterie.
Ce que je vois dans cette discussion est voué à l'échec, pour différentes raisons:
Manque de connaissances.
Manque de matériels.
Manque de réalisme à l'échelle individuelle.
Sans compter que ce n'est pas sur un forum que ce genre de demande risque le moindre succès.
Ca se saurait.

[antek]

Oui, mais il ne gêne pas de le laisser faire l'étude sur le papier !

[Bitrode]

C'est bien mal parti....
Une batterie sur le papier c'est le plus facile, ça n'engage à rien.
Pour un scooter il faut aussi penser à un système de réchauffage pour la recharge l'hiver.
Vous n'êtes pas au niveau, même sur le papier.

[Carbon0]

Manque de réalisme à l'échelle individuelle.

Oui, enfin c'est un peu mal me connaitre.
Mon précédent métier consistait à optimiser les systèmes.
Bon, je n'y connaissais absolument rien en physiologie, mais j'ai décidé d'optimiser mon propre système cardio vasculaire.

Au final, à 50 ans, je peux légitimement prétendre à battre le record de France en Aviron indoor et je suis dans le top 10 Français des 40 - 49ans à 49 ans !
Quand j'ai participé au plus grand Triathlon de France, bien que n'ayant jamais couru de ma vie, et avec seulement deux mois de préparation, j'ai quand même terminé dans le 1er tiers au scratch.

Mais quelqu'un comme toi m'aurait dit quoi ? "Manque de réalisme à l'échelle individuelle."

Bien que tes propos ne me servent à rien, il faut quand même considérer que je n'ai absolument aucun complexe à m'entourer des personnes compétentes. En tant qu’athlète, je connais parfaitement mes limites.

Tu te moques parce que quelqu'un a mis Ali Express en lien. Où tu as vu que j’envisageais d'acheter sur Ali Express ? C'est même l'inverse que j'ai écris, que je préférai acheter de la qualité.
Mais au moins la personne qui a posté le lien a montré des choses qui existent, source d'inspiration.

Enfin, bref, il faut que j'arrive à ignorer totalement les rageux, qui sont juste capable de critiquer faute de pouvoir être au niveau.

[Black Jack 2]

Merci beaucoup pour ce post fort bien détaillé.


Sur quoi tu t'es basé pour la force de frottement ? Là ça dépendra beaucoup du choix des pneumatiques et en particulier de la largeur des pneus.
Cela correspond à quoi le 0.015 et le 250 ?

Pour passer de 3326Wh à 4157Wh cela correspond à une augmentation de 25%. Je retiens, mais Antek en avait parlé également, qu'il faut tenir compte du rendement.

87Ah c'est pour 1,5h, une heure suffira, ce sera dans tous les cas beaucoup plus en utilisation normale.
Et surtout, l'idée c'est de tirer le poids vers le bas.

Donc 1h à 2217Wh pour un rendement de 80% cela donne 2660Wh / 48 = 55.4
Pour le poids total, je suis sur un poids de chassis de 100Kg, ce qui me parait large et 2 x 75kg pour deux adultes.

Pour info un vtt tandem électrique de compétition, c'est 33kg avec les batteries.
Donc 100kg on a de la marge.

Je n'avais pas vu ta masse et j'ai donc calculé (comme je l'ai indiqué) avec une masse de 250 kg en charge.

Si m = 350 kg, alors les forces sont encore plus grandes que celle de mon message précédent.

Force due à la pente : F1 = 0,079 * 350 * 9,81 = 271 N

Sur Wiki, on trouve la pente moyenne de la montée, c'est 7,9 % (pente max de 13% mais pas utile pour calculer la moyenne)
La composante du poids dans la direction de la route est donc 271 N (si m = 375 kg) ...

Pour des pneus classiques (de moto pas légère et des voitures "normales") , les pertes de roulement sont dues à une force d'environ 1,5 % du poids du véhicule (dépendant évidemment du type de pneu, du gonflage, de l'état de la route ...) cela correspond à la déformation des pneus par le poids du véhicule, déformation qui se propage sur le pourtour du pneu qui roule).
On a donc des pertes de roulement d'environ : 0,015 * m * g = 51 N (si m = 350 kg)

Pour les frottements aérodynamiques, pour faire une meilleure estimation, il manque les dimensions et la forme du véhicule .. mais à 30 km/h, elles sont bien plus petite par exemple que la composante du poids dans la direction de la route et donc, il n'y a pas une grosse erreur sur l'estimation totale.

Mais, avec la masse corrigée (350 kg), la somme des forces à vaincre est 271 + 51 + 37 = 359 N

Ce qui demande une puissance P = 359 * vitesse = 359 * 30/3,6 = 2992 W ... bien plus (à cause de la masse) que calculé avant.

Si le véhicule et son pilote sont bien "aérodynamique" et avec des pneus ayant peu de perte ... on gagnera quelques Watts (mais pas beaucoup)
Et si on tient compte du rendement de la transmission, on retrouvera une puissance nécessaire au moteur proche de 3000 W.

Si on ne dispose que de 2000 W ... la vitesse moyenne dans la côte sera inférieure à 30 km/h (avec m = 350 kg)
**************
Maintenant, la masse change dans presque chacun de tes posts.

Ici, je vois aussi : "Pour le poids total, je suis sur un poids de chassis de 100Kg, ce qui me parait large et 2 x 75kg pour deux adultes." ... faut pas oublier la batterie, le moteur et toute la régulation électrique.

Cela c'est 250 kg ... qui correspondent aux calculs de mon premier message ou alors 350 kg ? A toi de savoir.

[Carbon0]

Il n'a jamais été question de 350kg. 250 voir moins avec deux adultes pesant 75kg chacun.
100kg, c'est le poids total maxi du véhicule à vide.
Le châssis est estimé à moins de 20kg avec les renforts. La structure principale du châssis en forme de poutre pèsera moins de 10kg.


Par contre ce qui est intéressant dans ton premier post, c'est de constater que les forces aérodynamiques ou de frottements sont les mêmes.
D'expérience, sur le vélo, le vent va être une contrainte bien plus importante que la résistance au roulement des pneus.

Si c'est 1.5% pour des pneus de voiture, je pense qu'on peut passer à 0.5% pour des pneus roulant car la section sera minimum 3x plus fine. On peut l'estimer aux alentours de 50 -55mm

[Black Jack 2]

Il n'a jamais été question de 350kg. 250 voir moins avec deux adultes pesant 75kg chacun.
100kg, c'est le poids total maxi du véhicule à vide.
Le châssis est estimé à moins de 20kg avec les renforts. La structure principale du châssis en forme de poutre pèsera moins de 10kg.


Par contre ce qui est intéressant dans ton premier post, c'est de constater que les forces aérodynamiques ou de frottements sont les mêmes.
D'expérience, sur le vélo, le vent va être une contrainte bien plus importante que la résistance au roulement des pneus.

Si c'est 1.5% pour des pneus de voiture, je pense qu'on peut passer à 0.5% pour des pneus roulant car la section sera minimum 3x plus fine. On peut l'estimer aux alentours de 50 -55mm

Pour un vélo ... oui
Les pneus sont gonflés à pression élevée (souvent 8 bars) et cela réduit très fortement les pertes de roulement.

Pour des pneus motos, la pression est proche de celle des voitures et je serais fort étonné que les pertes de roulement ne soit pas presque similaires à celles des voitures (en pourcentage du poids bien évidemment)

Mais je n'ai pas de valeurs pour les motos (ou véhicules de poids équivalents sur pneus).

[Bitrode]

Ce que tu sembles ignorer c'est ce domaine du lithium, qui est un vrai métier que je pratique depuis 2004.
Si je t'averti que tu échoueras c'est pour te faire gagner du temps et de l'argent.
Maintenant tu fais comme tu veux.
Négliger des aspects essentiels n'a pas vocation à réssir, c'est ainsi, je n'y peux rien.
Tu n'as pas de volume te permettant d'acheter des cellules saines et nominales.
Tu n'as pas l'équipement pour assembler dans les règles de l'art un tel pack.
Tu n'as pas d'habilitation électrique ce qui t'expose au mieux à te brûler superficiellement et au pire à être handicapé à vie.
Tu n'as jamais réalisé un BMS, jamais testé une batterie à de tels niveaux de courant de décharge.
Tu n'as pas les équipements de tests spécifiques à ce type de batterie.
Est-ce que je me trompe?
Sans parler technique, les certifications vont couter au bas mot 15k euros, en considérant une réussite du premier coup.
Il ne s'agit pas de rage, mais de bon sens.
On ne s'improvise pas professionnel, on le devient.
Ou pas.

[Carbon0]

Si chaque entrepreneur devait s'arrêter dés qu'il ne maîtrise pas une technologie, il n'y aurait plus personne pour entreprendre.

Pour des pneus motos, la pression est proche de celle des voitures et je serais fort étonné que les pertes de roulement ne soit pas presque similaires à celles des voitures (en pourcentage du poids bien évidemment)

La bande de roulement sur un pneu arrière de moto puissante (>100cv) fait 4cm-5cm. Encore moins à l'avant. Et il n'y a que deux pneus.
Je pense que je vais prendre des pneus de mobylette, à tout péter ils font 80mm de large avec des indices de charge et de vitesse bien supérieur aux caractéristique de l'engin.

[titijoy3]

il y a des tas d'équipementiers qui fabriquent les éléments avec toute la certification nécessaire, il suffit d'assembler des éléments de façon cohérente ce qui demande quelques calculs (euphémisme),

ça demande forcément un budget de départ,

une fois le concept défini il faut le soumettre à un banquier et parvenir à le convaincre à moins de disposer des fonds nécessaires..

[Bitrode]

Si chaque entrepreneur devait s'arrêter dés qu'il ne maîtrise pas une technologie, il n'y aurait plus personne pour entreprendre.

Ce sont les mêmes qui déposent en premier le bilan.
Sans pour autant maitriser il faut au moins avoir les bases.

Si je reprend ton 1er post:

A priori, la tension du moteur sera de 48v et donc la puissance nominale de 42Ah.

Ca démarre bien mal.

Bien entendu, je réalise la batterie moi même. Enfin avec votre aide.

Tu as cru que le forum était ton bureau d'étude?

Ma 1ere question concerne le moteur. Si je prends un moteur de 1000W, je suis clairement sur-dimenssioner avec les batteries, alors du coup est-ce que j'ai un risque de cramer mon moteur ?
Inversement, si je prends un moteur de 4KW, soit deux fois la capacité nominale de ma batterie, est-ce que je risque de cramer ma batterie ?


J'imagine que le BMS joue son rôle la dedans ?

A ce stade ce n'est même plus de l'amateurisme.

[Carbon0]

Tu vois la porte au fond ? Ben si ça t’intéresse pas, tu la prends et tu ne viens pas perturber ce fil et tout le monde s'en portera mieux.

[Bitrode]

Détrompe toi, un forum se doit aussi de prévenir des inconscients comme toi.
Je pense que la modération interviendra assez tôt dans ce sens.

[antek]

Ben ça y est, il a été prévenu.
La seule intervention de modération que je verrais est de déplacer ailleurs (technologie ?).

[Bitrode]

La seule issue face à quelqu'un qui n'écoute pas les conseils de prudence est de poubelliser afin que cela ne donne pas d'idée malheureuse à d'autres inconscients du même type.
Prendre des conseils est une chose, en faire fi en est une autre lorsque le demandeur est visiblement en deçà des compétences minimales requises.
La sécurité doit passer avant toutes autres considérations, surtout sur un forum public.

[penthode]

mais laissez donc ce doux rêveur perdre sa chemise....

c'est dommage pour sa famille et ses gosses , mais qu'y pouvons nous...

[Carbon0]

J'ai trouvé un bon fabricant (Kelly) pour les contrôleurs qui m'a été donné par mon voisin qui a participé à un championnat en Australie de la voiture solaire. il saura me donner tous les conseils nécessaire pour la réalisation de la batterie. Je fais du modélisme, alors je commencerai à me faire la main sur un petit pack genre 2S, 2P c'est suffisant pour déterminer tout le matériel dont je vais avoir besoin pour ce type d'application.

[titijoy3]

j'ai du mal à comprendre pourquoi tu veux réaliser toi même la batterie, tu ne veux pas devenir fabricant de batteries mais concevoir un prototype de véhicule, je pense qu'il y a déjà assez de travail de conception en assemblant des éléments existants et en se contentant de concevoir le châssis et la carrosserie

[titijoy3]

pourquoi, à ce moment là ne pas concevoir aussi le moteur et le régulateur..?

ah, oui, il y a des vidéos youtube qui prétendent expliquer comment on fabrique une batterie !

si tu y tiens malgré tout il serait judicieux de consulter un maximum de documents sur le sujet ainsi que d'apprendre les règles de base de l'électricité, ce n'est pas si compliqué et ça t'évitera certainement des désagréments

[mizambal]

Hello. Rémunérer les services d'un ingénieur ne serait-il pas plus en phase avec ton projet ?
Je veux dire ... Ici ce n'est qu'un forum

[Carbon0]

Bonjour,

J'ai avancé un peu sur tous les fronts avec mon projet.
En ce qui concerne la batterie, après des devis stratosphériques Français, mais j'en attends encore, c'est à contre cœur que je me tourne vers la Chine.
Il est de fait très compliqué de trouver des packs tout prêt fait en France.

Pour mémoire le véhicule dont le poids total avec 2 adultes ne devrait pas excéder 250kg en ordre de marche devra être capable de délivrer une puissance de 2000W en continue pendant 1h.

Pour la batterie, je me suis typiquement tourné vers les batteries pour voiturette de golf.
La technologie sera LiFePO4 en 48v et 60Ah avec un poids de 27kg environ.

Voici les caractéristiques techniques et le Safety Performance BMS ? :
Capture1.JPG
Capture2.JPG

[Carbon0]

Pour l'autre devis environ 100$ plus cher j'ai ceci :