Bien choisir son moteur vélo électrique

Power-e-bike nous propose à la vente des versions différentes du moteur vélo électrique RH205 de « Nine Continent » et il n’est pas simple de choisir le bon, celui qui va convenir à son utilisation.

On va voir dans cet article que power-e-bike nous donne quelques informations nous permettant un choix de base, mais il manquait à mon sens un certain nombre d’information que j’ai appris au fur et à mesure de mon utilisation, ainsi qu’à mon initiation dans le domaine de l’assistance électrique.

Quelques acronymes pour commencer, qui vont simplifier la lecture:

9C: Nine Continent

PAS: Pedal Assist System, assistance au pédalage

VAE : Vélo a assistance électrique

Limn : Lithium Manganèse, type de batterie lithium

C’est chose faite 😀 !

Pour information, j’ai acheté mon kit moteur vélo électrique à power-e-bike en Aout 2014 et mon cahier des charges était le suivant:

-Pouvoir faire des allers-retours entre mon travail et mon domicile, 4 km dans les chemins terre gravillon et sur la route

-Pouvoir tenir 30km/h en montée sur notamment une portion a 10% sur 1.5km, sachant que la circulation matinale roule assez vite.

-J’ai choisi à l’époque une version 280-380, à mi-chemin entre couple et vitesse max comme indique sur cette table.

La première chose que le site nous montre est cette table qui permet une approche à mon sens un peu trop succincte, car elle nous montre que le choix se résume a part égale entre couple et vitesse max.

Une fois monté et à l’usage, on se rend compte que le moteur vélo électrique est très coupleux au départ, c’est là qu’il « tracte » car c’est à ce moment que l’on ressent la puissance à travers l’accélération du VAE. On se rend compte aussi que cette accélération diminue à mesure que l’accélération augmente, si bien qu’a 20~25km/h, l’accélération s’est tassée.

On va voir que finalement, la différence entre les moteurs est surtout la vitesse.

Cela s’illustre très bien si on utilise un simulateur gratuit en ligne sur la boutique canadienne de Grin technologie:

stat1

Ceci est une courbe « à 100% de gaz » du moteur vélo électrique RH205 de 9C en 280-380 (8 tours de cuivre par pole), où le couple (en bleu) est très fort au début, puis diminue progressivement, alors qu’augmentent (en noir) les efforts de résistance à l’air et au roulement.

On voit qu’à 100% de gaz, la puissance mécanique du moteur (en rouge) est égale aux efforts de résistance (en noir) à 31.5km/h.

On peut voir également que le couple descend progressivement jusqu’à 22km/h environ ou il s’écroule plus rapidement.

On voit donc qu’avec cette configuration (moteur 9C 280-380, contrôleur 27 ampères) ainsi qu’une batterie LiMn 36v 15Ah, le moteur seul nous propulsera jusqu’à 31.5km/h et que la batterie tiendra 50km.

Sur cette deuxième simulation, on peut comparer le moteur 280-380 (8 tours/pole) et le 350-480 (6 tours / pole, le plus rapide chez POWER-E-BIKE, appelé 2806 chez Grin), on voit des choses très intéressantes:

stat2

-A batterie, contrôleur et charge égale (VTT 26’ et poids de l’ensemble Vététiste + vélo a 100kg), le couple du moteur « rapide » n’est inferieur que d’environ 4% au couple du moteur coupleux jusqu’à environ 22km/h puis dépasse allègrement ce dernier qui s’écroule. (Les courbes bleues)

-Le couple du moteur « vitesse » ne s’effondre pas à 22km/h mais a 34km/h environ.

-L’efficacité (c’est à dire le ratio encore énergie consommée a la batterie et l’énergie mécanique restituée par le moteur), par contre, est toujours à l’avantage du moteur coupleux. (Les courbes vertes)

-A cette vitesse de 31km/h, le moteur vitesse à 100% est encore en accélération et consomme beaucoup. On peut réduire sa consommation en réduisant les gaz, et a l’équilibre à la même vitesse, les consommations sont comparables et les différences pas significatives.

Néanmoins, on ne peut rouler en France avec un VAE que jusqu’à 25km/h en mode d’assistance. Avec cet outil bien sympathique, supposons que nous souhaitions ne rouler en mode assistance en restant à la limite que nous impose la loi, à savoir a 25km/h maxi. On peut jouer avec le curseur « throttle » qui signifie peu ou prou « pourcentage accélérateur ».

stat3

On voit donc que le moteur « couple » a besoin de 75% pour maintenir 25km/h alors que le moteur « vitesse » est à 58%.

On note une différence de consommation des plus marginales, à savoir 5.3A pour le plus lent et 5.5A pour le plus rapide.

On peut voir ainsi qu’à cette cadence théoriquement sur le plat et avec cette batterie, un moteur comme l’autre pourra tenir 69km environ sans problème de chauffe.

Notez bien ici que les données chiffrées sont données ici à titre d’exemple, et qu’une variation de poids, de batterie (tension, chimie, contenance), ou de contrôleur (17A, 22A, 35A, …) va changer ces données. Elles ne changeront pas néanmoins les conclusions qui sont les suivantes :

Ce qui va réellement faire la différence, c’est la réserve de puissance.

On peut donc aussi dire que finalement, c’est une différence de vitesse maximum qui doit vraiment décider votre choix.

J’ai fait la remarque à POWER-E-BIKE par rapport à leur tableau, qui met à égale importance la différence de couple et de vitesse. Dans la réalité, c’est la réserve de puissance (ou encore la vitesse) qui va changer principalement, puis viennent l’efficacité et le couple au démarrage dans une importance moindre.

Sans inonder de données et de simulation, on se rend compte qu’un moteur plus lent sera d’autant plus efficace (en termes de consommation électrique) si on l’accompagne en pédalant.

Notez tout de même qu’il n’est pas légal de rouler avec une telle machine sur voie publique sans limiter la puissance, qu’elle soit route ou chemin, car si vous ne limitez pas la puissance d’un tel véhicule (moteur 9C, contrôleur 27A, batterie 36V), il développe près d’1 kilowatt, soit la puissance d’un vélomoteur…

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