Dimensionner un moteur électrique et ses batteries

[Carbon0]

Bonjour,

Je n'ai pas vu de forum électricité mais je me dis que je vais avoir besoin d’électronique pour mon projet.

Alors voila, je voudrai mouvoir une sorte de moto scooter caréné à l’électricité dont le moteur ne devra pas dépasser les 4KW de puissance.
Pour la batterie, je prendrai des accus, j'ai griffonné deux ou trois idées sur un tableur pour répondre à un objectif d'une capacité de 2000W en 1H.

A priori, la tension du moteur sera de 48v et donc la puissance nominale de 42Ah.
Du coup, ce me fait entre 100 et 200 cellules pour un poids compris entre 6 et 10kg pour un coup allant de 800 à 1100€.

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

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 ?

Merci à vous

Vincent
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[penthode]

hello

4 kW , soit 7 chevaux (à la louche) est totalement illégal sur la voie publique !

[Janpolanton]

Bonjour,
C'est pour son étude de voiturette solaire.

[penthode]

mouaif , bon....

c'est moins grave que de courir les petits garçons

[A voir en vidéo sur Futura]

[titijoy3]

c'est curieux, sur ce forum j'ai souvent l'impression d'être à la maternelle, bon, on va dire que ça me rajeunit..

[titijoy3]

hello

4 kW , soit 7 chevaux (à la louche) est totalement illégal sur la voie publique !

ça dépend sans doute de la catégorie dans laquelle est classé le véhicule !

[titijoy3]

Bonjour,

Je n'ai pas vu de forum électricité mais je me dis que je vais avoir besoin d’électronique pour mon projet.

Alors voila, je voudrai mouvoir une sorte de moto scooter caréné à l’électricité dont le moteur ne devra pas dépasser les 4KW de puissance.
Pour la batterie, je prendrai des accus, j'ai griffonné deux ou trois idées sur un tableur pour répondre à un objectif d'une capacité de 2000W en 1H.

A priori, la tension du moteur sera de 48v et donc la puissance nominale de 42Ah.
Du coup, ce me fait entre 100 et 200 cellules pour un poids compris entre 6 et 10kg pour un coup allant de 800 à 1100€.

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

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 ?

Merci à vous

Vincent

le moteur est soumis à des limites en tension mais prend le courant qui lui est nécessaire, c'est plutôt la batterie qui pourrait souffrir d'appels de courant trop importants, c'est pour ça qu'il convient de lui adjoindre des sécurités, régulations etc

[titijoy3]

un exemple de produit analogue :

https://www.googleadservices.com/pag...IARCDAQ&adurl=

taper e.pauline sur gogol ou autre (le lien commercial ne passe pas)

chiffres annoncés: 385 kg et 70 kilomètres d'autonomie, charge utile 260 kg

[penthode]

ça dépend sans doute de la catégorie dans laquelle est classé le véhicule !

ce véhicule n'aura pas de catégorie , car ne sera jamais homologué !

[titijoy3]

une autre:

https://www.google.com/url?sa=i&url=...AAAAAdAAAAABAG

ils nous refont le coup de la BMW à trois roues..

un autre distributeur :

https://www.google.com/aclk?sa=l&ai=...WcQvhd6BAgBEEs

[antek]

1 - pour répondre à un objectif d'une capacité de 2000W en 1H
2 - la tension du moteur sera de 48v et donc la puissance nominale de 42Ah
3 - Bien entendu, je réalise la batterie moi même. Enfin avec votre aide.
4 - 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 ?
5 - 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 ?
6 - J'imagine que le BMS joue son rôle la dedans ?

C'est un projet intéressant, mais au vu des questions posées il manque sérieusement un background.
Et à ces niveaux de puissance ce n'est pas un doigt que tu vas te brûler mais un œil

En faisant simple, sans tenir compte des rendements et autres fioritures :
1 - ton moteur pourra donc être utilisé à une puissance moyenne de 2 kW pendant 1 heure, mais ça ne définit pas suffisemment le moteur
2 - ben non, une puissance s'exprime en watt
3 - je doute que tu trouves quelqu'un pour t'aider à fabriquer une batterie 48 V et 2 kW.h par correspondance . . .
4 - non puisque tu as défini la batterie "à priori", et si elle fait 48 V nominal ainsi que ton moteur qu'est-ce qui pourrait le faire "cramer" ?
5 - ce qui pourrait abîmer la batterie c'est de lui faire débiter un courant trop important . . .
6 - ce qu'évitera le bms, ainsi que d'autres risques . . . sans oublier les circuits de sécurité intégrés à la batterie

[Antoane]

Bonjour,

Comme souligné par Antek, tu n'es clairement pas capable de t'attaquer à un tel projet mellant gestion de batterie, conversion de puissance. J'imagine donc que la question porte davantage sur la faisabilité technique, vue d'un haut niveau.

Merci de rester technique et constructif, et sur le sujet initial de la question. Les discussions plus générales sur l'idée voiturette solaire son invités à avoir lieu sur le fil dédié : https://forums.futura-sciences.com/e...e-solaire.html

En complément de la réponse d'antek, l'équation de dimentionnement de base reliant capacité C (en Ah), autonomie T (en h), puissance moyenne électrique P (en W), tension batterie U (en V) est : C=PT/U.
De plus, il faut que :
- la tension batterie soit en accord avec la tension moteur (encore qu'il faudra de toutes façons un convertisseur de tension entre les deux),
- la batterie soit capable de délivrer un courant I_max= P_max/U, égal au courant max pouvant être consommé par le moteur. I et I_max ne sont pas directement liés à la valeur de C. Avec du lithium, il n'est pas déraisonnable d'avoir I_max < 5*C... même si cela dépendra de la batterie choisi.

Le BMS n'est qu'un circuit de supervision. A ce stade de ton étude il est relativement transparent.

[Carbon0]

4 kW , soit 7 chevaux (à la louche) est totalement illégal sur la voie publique !

1cv 736W 4000W 5.4cv

Source : legifrance
4.2. Véhicule de catégorie L2e : véhicule à trois roues (L2e) dont la vitesse maximale par construction est égale ou supérieure à 6 km/ h et ne dépasse pas 45 km/ h et équipé d'un moteur d'une cylindrée ne dépassant pas 50 cm3 s'il est à combustion interne à allumage commandé ou d'une cylindrée ne dépassant pas 500 cm ³ s'il est à combustion interne à allumage par compression et d'une puissance maximale nette n'excédant pas 4 kilowatts ;


Penthode, excuse moi si je t'ignore je n'ai pas de temps à perdre avec des assertions sans fondement.
Je n'ai pas envie de passer mon temps à me justifier.

[penthode]

plonk !

[Carbon0]

Comme souligné par Antek, tu n'es clairement pas capable de t'attaquer à un tel projet mellant gestion de batterie, conversion de puissance. J'imagine donc que la question porte davantage sur la faisabilité technique, vue d'un haut niveau.

J'ai une expérience concrète dans le modélisme avec la réalisation de petits accus mais si je viens ici c'est pour avoir des conseils, j'ai bien compris que le niveau de puissance n'était pas le même. Mais en même temps ce n'est rien d'autre que d'assembler des cellules en série et en parallèle supervisé par des contrôleurs et autres sécurités électroniques.

Je vais bien faire attention à ce qui est noté ici et probablement je ferai un petit projet pour débuter.

L'enjeu pour moi n'est pas une lubie ou un passe temps. Si tenté que des formations existent dans le domaine, je suis preneur.
Je suis actuellement chef d'entreprise dans un milieu très concurrentiel avec l'impossibilité de me verser un salaire si je veux que l'entreprise fonctionne.

Donc j'essaye de me positionner sur un secteur avec un service de proximité.

Je n'ai plus la chance d'avoir un salaire qui tombe tous les mois, mais j'ai tout de même la chance d'avoir encore quelques fonds de côté et la richesse que représente le stock que j'ai créé par l'intermédiaire de mon entreprise.

Je n'ai pas d'autres choix que d'avancer.

[Janpolanton]

si je viens ici c'est pour avoir des conseils

ce n'est rien d'autre que d'assembler des cellules en série et en parallèle

Personne sur ce forum ne donnera de conseils pour bricoler sur des batteries Li-Ion.

[Carbon0]

4 - non puisque tu as défini la batterie "à priori", et si elle fait 48 V nominal ainsi que ton moteur qu'est-ce qui pourrait le faire "cramer" ?
5 - ce qui pourrait abîmer la batterie c'est de lui faire débiter un courant trop important . . .

Ok. Je comprends donc que le moteur ne risque rien, qu'il vaut mieux sur-dimensionner les batteries pour éviter les sur-chauffe.

la batterie soit capable de délivrer un courant Imax= Pmax/U

Admettons un voltage à 48v et un moteur de 4KW de la même tension.
Par quoi est conditionné ma puissance maximale ? Est-ce que ponctuellement le moteur peut dépasser les 4KW ?

Dans ces cas là Imax serait de 4000/48 = 83A ?

[Carbon0]

Personne sur ce forum ne donnera de conseils pour bricoler sur des batteries Li-Ion.

Pourtant ce serait sympa car je bosse beaucoup pour récolter de la TVA qui bénéficie à pleins de personnes, comme les fonctionnaires ou les retraités, sans que je puisse moi-même vivre de mon travail.
Comme dirait l'autre, plonk.

[antek]

Ok. Je comprends donc que le moteur ne risque rien, qu'il vaut mieux sur-dimensionner les batteries pour éviter les sur-chauffe.

Sur-dimensionner les batteries (par rapport à quoi ?) c'est augmenter le coût et la masse inutilement, et rien à voir avec la sur-chauffe.

A ce stade il faut arrêter de partir dans tous les sens, poser les bonnes questions et noter les réponses.

Par exemple
- quelle masse totale à déplacer
- quelle autonomie dans quelles conditions
- quelle vitesse maximale dans quelles conditions

Admettons pour faire simple que la puissance moteur soit correctement dimensionnée à 4 kW.
Tu connais la masse du véhicule, tu ajoutes 100 kg (qu'on pourra ajuster par la suite) pour les batteries.
Maintenant le problème pas simple : quelle autonomie dans quelles conditions ? Peut-être aller voir comment l'autonomie est normalisée ?

Et le dimensionnement de la batterie pourra commencer.

ATTENTION : ce ne sont que des idées personnelles, je n'ai pas la prétention de pouvoir réaliser ce genre d'étude !

[Carbon0]

Par exemple
- quelle masse totale à déplacer
- quelle autonomie dans quelles conditions
- quelle vitesse maximale dans quelles conditions

Masse totale maxi en charge : 250kg
Autonomie : 1h 30km 2x la montée de l'Alpes d'Huez
Vitesse maximale : 45km/h (si l'engin est capable de monter l'Alpes d'Huez il sera capable de tout faire)

D'après les calculs (le site ci dessous est fiable, j'ai moi même monté l'Alpes d'Huez et la puissance théorique colle au % près avec mon capteur de puissance)
Cela fait une puissance de 2000W pendant 28min à 30km/h de moyenne (plus rapide qu'une voiture à cause des 21 virages)

https://calculis.net/puissance-cyclisme

Je pense que 100kg de batterie c'est exagéré, mais je me trompe peut être.
J'ai grifoné cela sur mon tableur

14 cellules en série pour atteindre les 48v
9 cellules en parallèles pour atteindre 45A en nominale.

[antek]

Les watt par heure et la puissance en ampère-heure personne ne comprend.

Donc un moteur de 2 kW, la batterie va devoir fournir 2kW divisé par le rendement, et comme on ne prélève pas 100 % de l'énergie stockée dans une batterie il faudra une batterie de 2,5 kW.h environ.
Reste à vérifier qu'elle soit capable de fournir 52 A (2500/48) en permanence.
Et savoir choisir la bonne technologie lithium pour cette application.

[titijoy3]

plus simple, tu peux extrapoler à partir de ce qui existe déjà,

plein de sites proposent du matériel adaptable ou déjà monté sur un appareil (véhicule ou autre), des batteries, moteurs classiques, brushless ou moteurs roues, régulateurs de puissance, de vitesse et de charge..

tu peux même prendre contact avec des fabricants et le soumettre les données principales de ton projet, ils se feront sans doute un plaisir de te renseigner s'il pressentes des ventes éventuelles

[Carbon0]

Donc un moteur de 2 kW, la batterie va devoir fournir 2kW divisé par le rendement, et comme on ne prélève pas 100 % de l'énergie stockée dans une batterie il faudra une batterie de 2,5 kW.h environ.
Reste à vérifier qu'elle soit capable de fournir 52 A (2500/48) en permanence.
Et savoir choisir la bonne technologie lithium pour cette application.

Moteur 2kW
Batterie 2.5KW/h 52A

Du coup si le moteur fait 60V, je passe à 2500 / 60 = 42A.
J'imagine que plus le voltage est bas et plus il y a de couple ?

plus simple, tu peux extrapoler à partir de ce qui existe déjà

C'est exactement ce que je fais, c'est juste que pour le moteur j'ai trouvé facilement des roues jusqu'à 1000, 1500W puis après 5000W.
J'ai pas vraiment trouvé entre les deux.

tu peux même prendre contact avec des fabricants et le soumettre les données principales de ton projet, ils se feront sans doute un plaisir de te renseigner s'il pressentes des ventes éventuelles

Je vais voir cela merci.

[antek]

Du coup si le moteur fait 60V, je passe à 2500 / 60 = 42A.
J'imagine que plus le voltage est bas et plus il y a de couple ?

Si tu alimentes le moteur en 60 V, il consomme moins de courant pour la même puissance.
Mais ce n'est plus la même batterie, ni le même moteur.

Bref, on s'égarre . . .

[Carbon0]

Je ne suis pas arrêté sur un voltage précis pour le moteur. J'observe juste qu'il est question de 48, 60 et 72v pour les puissance que je vise.
Ce qui déterminera le choix au final, ce sera la disponibilité du couple, le prix aussi et éventuellement les partenariats que je pourrai trouver.
A priori, Bosh a de super couple je crois de mémoire 85nm.

[antek]

Comme on ne roule pas à vitesse constante, ce qui est intéressant sont les courbes, puissance et surtout rendement.
A mon avis l'avenir est au moteur-roue, mais apparemment il l'a dans le dos . . .

[titijoy3]

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 ?

[Carbon0]

Reste à vérifier qu'elle soit capable de fournir 52 A (2500/48) en permanence.

J'ai trouvé un contrôleur de bonne facture avec les frais de port j'en aurai pour moins de 120€.

•Configurable battery voltage range, B+. Max operating range: 18V to 60V.
•Motor Current Limit, 10 seconds boost: 130A.
•Motor Current Limit, continuous: 55A.

Pour la batterie, on a dit 2.5KW/h 52A, il faut voir quel type de lithium prendre.
Ce sera un autre budget...

[Black Jack 2]

Bonjour,

Pourquoi 4 kW ? ou 2 kW ou n'importe quoi d'autre ?

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 ?)

C'est à partir de ce type de renseignements qu'on peut estimer les caractéristiques du moteur nécessaire.

[antek]

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