VAE Vélo électrique


Esprit

Le vélo électrique est une belle application de systèmes embarqués avec les controleurs et les capteurs .

En plus elle est complète elle comprend l’ électronique du circuit de puissance circuit de puissance, l’électrotechnique avec les moteurs brushless ( sans balais ) et les diverses technologies de batterie.

Elle fait aussi appel à la mécanique ( cinématique )

Il existe de nombreux kits de motorisation, pour transformer assez facilement un vélo classique en VAE pour diverses utilisations ( route ou VTT qui grimpe aux arbres..) ainsi que de nombreux vélos extraordinaires : vélos couchés, triporteurs et cargos.

http://www.cycloboost.com/

La puissance légale autorisée sur la voie publique est de 250 Watts. Il s’agit de puissance mécanique, pas de la puissance consommée.

On trouve également des moteurs allant jusqu ‘à 1 kW , installés sur des VTT.

Il existe deux types de motorisation :

– Les moteurs roues

– les moteurs pédaliers

Ces derniers permettent d’exploiter les rapports de la transmission ( dérailleur , moyeu à chgt de vitesses, ou NuVinci varaiateur continu )

Une particularité des batteries de VAE :

La batterie est souvent équipée d’un BMS ( Battery Management System ) qui contrôle la charge et la décharge de la batterie suivant sa technologie.

Le chargeur doit être adapté à chaque technologie de batterie.

Problème des batteries de VAE : en cas de défectuosité d’une cellule de batterie, chaque fois on paye le prix fort, ou bien c’est des semaines d’attente en SAV.. La fiabilité des batteries Li-ion reste encore à améliorer. S’y ajoutent des risques de gonflement, d’explosion, voire d’incendie.

L’avenir serait donc les LiFePo4, mais ça va très vite dans ce domaine.

Vu les intensités en jeu ( plus de 20 ou 25 A jusqu à 45 50 A ), la soudure des cellules de batterie est un problème. La connectique également, soumise aux diverses secousses, elle doit être parfaite.

Ainsi il est préférable de réaliser sa batterie avec des packs de 4 ou 6 cellules de Lipo , ou mieux LiFePo4. Dans le cas où une cellule est défectueuse, il suffit de changer le pack dont la cellule est défectueuse.

Ces packs destinés au radio modélisme qui propose des moteurs de plus en plus puissants, offrent des capacités très importantes, et sont largement capables de tirer un VAE..

On peut alors utiliser les chargeurs spécifiques du radiomodélisme, qui équilibrent la charge des cellules..

Mais celà peut obliger à dessassembler les packs pour la recharge.

Selon son utilisation, on peut rouler avec un pack de 5 Ah, rajouter un ou deux packs de 5Ah lorsqu ‘on a besoin de plus d’autonomie. En cas de problème sur une cellule , on pourra toujours rouler avec une assitance d’une capacité plus limitée.

Il ne manque plus qu’un module controleur ( sans BMS ) et un moteur roue.

Les modules controleurs existent tout faits, pas très chers. Hélas on a peu de détails sur leur composition.

Il existe plusieurs types d’assistance, selon que le moteur est sur le pédalier ou sur une roue..

Il faut en tenir compte dans le choix de son VAE selon son utlisation, et selon qu ‘on habite en plaine ou en montagne.

Soit c’est une aide pour rouler plus vite, sans faire d’effort sportif, pour arriver frais au bureau , soit c’est une aide pour grimper les talus.

La législation impose que l’assistance se coupe à 25 km/h

Dans un cas l’assistance se mettra en marche à partir de 4 km/h, dans l’autre cas , dès qu’on appuye sur la pédale..

Si le moteur est dans la roue, pour les moteurs de 250 W on trouve des vélos avec des roues offrant un couple de 20, 30, ou 40 Nm. Un couple insuffisant toutefois pour démarrer en cote sans forcer comme une mule, surtout si l’on doit traîner une remorque chargée.

Dans les kits on trouve des moteurs beaucoup plus puissants jusqu’à 100 Nm et de plus d’ 1 kW. ils sont équipés d’un réducteur planétaire.

D’autre part il s’agit bien d’une assistance , ce n’est pas une mobylette électrique, et on peut doser l’assistance, pour économiser la batterie au plat..

Pour les régions de montagne, les villes avec des fortes pentes, un moteur dans le pédalier est préférable, à plus forte raison si on doit tirer une remorque chargée, car on dispose du réducteur de vitesses du vélo ( pédalier chaine, ou boite de vitesse dans le moyeu, ce qui permettra d’augmenter le couple sous la roue dans de grandes proportions ( 300 à 500 % environ.) ..

Mais il est beaucoup plus difficile d’installer un kit moteur pédalier , que d’installer une roue motorisée : c’est aussi simple que de changer la roue d’un vélo normal et il y a juste un cable à brancher.

devant la complexité de l’installation d’un kit moteur pédalier j ‘ai donc fini par acheter un VAE avec moteur pédalier en 36V .

Esprit

Divers types de commande des moteurs synchrones :

La plus simple est la commande trapézoidale.

On alimente les phases avec des signaux carrés, décalés de 120 °.

La commutation est basée soit :

– sur le signal des capteurs Hall pour un moteur sensored.

– soit sur la fcem du moteur pour un moteur sensorless. Beaucoup moins précise

Inconvénient : le champ stator saute , il progresse par pas à chaque commutation. Alors que le rotor, compte tenu des inerties tourne de manière continue.

Ainsi l’angle entre champ rotor et stator ne cesse de varier.

Le couple, qui dépend de l’angle entre ces deux champs, n’est pas calé à l’optimum et subit des variations importantes, qui ne favorisent pas la synchronisation du moteur.

La commande vectorielle ou FOC ou sinusoidale.

En alimentant le moteur avec un système de courant sinusoidal triphasé on obtient un champ stator qui tourne de manière continue ( pas de sauts ), ainsi on peut le caler à l’optimum par rapport au champ rotor , et donc avoir un couple constant , sans variations, et maximal.

Le gain de couple ou de rendement ou d’autonomie est de 20 %.

Les variations de couple avec une commande trapézoidale favorisent la perte de synchro du moteur au moment où on en a le plus besoin.

Les microprocesseurs de la commande FOC doivent être plus puissants, pour pouvoir générer une sinusoide , et la caler par rapport au rotor. ce sont généralement des microprocesseurs 32 bits , dédiés à cet usage.

Pour l’instant les controleurs de VAE sont tous en commande trapézoidale.. :((

Incompréhensible sur un VAE dont l’autonomie est primordiale, et dont la puisssance légale est limitée.

De la même façon que dans un moteur de voiture, l’ allumage est synchronisé avec le villebrequin, ce n’est pas en augmentant la fréquence des étincelles à la bougie qu’on va plus vite, c’est en donnant du couple que le moteur va commencer à bouger et à accélérer..

Pour des raisons d’économie , certains moteurs sont dépourvus de capteurs, et on reconstitue la position du rotor avec la fem. Oui , mais voilà pour avoir une fem, le moteur doit déjà tourner à une certaine vitesse. Aussi l’assistance ne se mettra en marche qu ‘à partir d’une certaine vitesse.

L’ assistance aidera à rouler , mais pas à démarer en cote.

Or pour moi, c’est là que j’ai besoin d’assistance.

Si ce sujet vous intéresse, je vous invite à regarder la catégorie Vélo électrique dans le menu de droite ou à cliquer sur ce lien https://systemesembarques.wordpress.com/category/velo-electrique/ pour voir les derniers articles publiés.

Je vous recommande le site de Cyclurba qui contient toutes les informations utiles sur le VAE et les kits.

http://cyclurba.fr/index.php

En cote l’ennemi c’est le poids, il impose un couple résistant qui dépend du poids et de la pente ( tout le monde s’en est aperçu ) celà nécessite un moteur avec un très bon couple ( et un controleur performant ).

Après avoir abordé le sujet et fait de nombreux calculs : avantage au moteur pédalier, on bénéficie de la réduction des vitesses du vélo, qui augmente le couple à la roue dans un rapport de 1 à 3.

Pour avoir le même couple avec un moteur roue, il faudrait un moteur très puissant ( une batterie plus importante , et plus chère ) , qui ne sera pas légal et aura un mauvais rendement à basse vitesse.
Au lieu de consommer 20 A , il en consommera 40 ou plus et celà nécessite de tout surdimensionner.

Le prix du kit batterie plus moteur était proche de celui d’un VAE de ville ou VTC à moteur pédalier complet et légal, avec un moteur très performant monté sur des VTT haut de gamme.

http://www.electrics-bike.com/PBSCProduct.asp?ItmID=3902887

La version vélo de ville convient tout à fait à mon usage..

VAE Esprit Teith

Ce vélo ressemble à de nombreux VAE de ville, mais il a le meilleur moteur et possède le meilleur couple du marché, pour un prix moyen..

Il est alimenté en 36V , et peu à peu les fabricants ( Kalkhoff qui est deux fois plus cher) , abandonnent le 24V et le moteur pédalier Panasonic pour un moteur Bosch en 36 V. L’assistance en 24 V est trop poussive, encore plus sur les moteurs moyeu..

Ce moteur est équipé de capteurs Hall, qui permettent de synchroniser le moteur au moment du démarrage..

Ne supportant pas les dérailleurs ( quelle merde ce truc ! ca porte bien son nom ), j’ai pris l’option variateur continu NuVinci.

http://www.electrics-bike.com/velo_electrique_vtt_electrique_vtc_electrique.htm

J’attend avec impatience la prochaine carte controleur de moteur de Texas Instruments, avec un pont 60 V 60 A. Une carte d’évaluation, qui permet de piloter le moteur avec les quatre types de commande :

– trapezo sensored
– trapezo sensorless
– FOC sensorless
– FOC sensored

qui permet d’évaluer les performances des divers types de commande.

La carte sera livrée prêt à fonctionner, avec tous les outils de développement logiciel et une documentation très complète, plus un sytème de monitoring et une interface de configuration sur PC.

Ses dimensions réduites, devraient permettre de l’utiliser directement comme controleur de VAE, dans un boitier adapté..

Les autres raisons de ce choix sont qu’ Electric bikes est une PME française, avec un très bon contact, située dans le département voisin, et qu ‘il disposent de pièces de rechange.

Souvent avec d’autres grandes marques, il faut pleurer dans les SAV qui pratiquent des délais astronomiques, malgré des prix très élevés.

http://www.electrics-bike.com/velo_electrique_vtt_electrique_vtc_electrique.htm

20 commentaires pour VAE Vélo électrique

  1. CROS dit :

    Bonjour Jacqueline ,
    Au vue de ce que je viens de lire , je crois que nos préoccupations sont communes et nos compétences complémentaires :

    Voilà , je suis un ingénieur à la retraite et depuis 3 ans je m’intéresse à la réalisation d’un kit, moteur pédalier, pour motorisé mon vélo . Après plusieurs proto. je crois être arrivé à quelque chose qui tiens la route :
    Le but est d’avoir un ensemble mono bloc (batterie, moteur, controleur) qui s’installe dans le V du cadre , au dessus du pédalier . Le moteur entraine le grand plateau 52 dents) par l’intermédiaire d’une chaine entrainée par un pignon 8 dents monté sur roue libre .
    Entre le moteur et le pignon un réducteur épicycloidale divise la vitesse par 10 . De cette façon le moteur tourne entre 3000 et 4000 t/mn quelque soit la vitesse du vélo (en fait sa vitesse dépend uniquement de la vitesse de pédalage) :
    Même en limitant la puissance à 250W je grimpe n’importe quel cote en utilisant le bon pignon à l’arrière le + grand fait 36 dents avec un plateau AV de 42 dents .
    le moteur est un Brusless , vendu pour les gros modèles réduit d’avion 60A maxi 210t/mn /V et un controleur de modèle réduit également .
    J’ai réalisé la carte électronique qui gére les sécurités , régule l’ ampérage et transforme les consignes du pilote en consigne d’ampérage , (donc en consigne de couple) mais je suis un débutant en électronique .
    J’ ai une question : on ne trouve pas , en modélisme des controleurs qui fonctionnent sous 24 V ou 36V avec des amperages limités dont j’ai besoin 10A maxi = 250w
    (20 ou 30A en pointe) mais plustôt avec 70 à 120A maxi.
    Ne serait t-il pas possible d’acheter un petit controleur ( le processeur de commande doit être le même quelque soit la taille) et de compléter avec les mosfets nécessaire pour atteindre le niveau de tension 36 V et l’ampérage souhaité 20A ? .
    Qu’en pensez -vous ?
    Si vous êtes intéressé par mon ‘Kit moteur pédalier’ à votre disposition pour des explication complémentaires .

    • jeanphi dit :

      Bonjour CROS,

      Votre proto m’intéresse, je suis ingénieur en électronique et je pense qu’il y a moyen de faire quelque chose pour votre kit.

  2. jacqueline73 dit :

    Bonjour CROS.

    Merci de partager votre expérience et votre passion.

    Le moteur pédalier est intéressant pour son couple, par rapport à un moteur roue, puisqu’on dispose des vitesses du vélo.

    Les kits pédaliers en vente sont très chers ( pour quelques euros de plus on trouve le vélo complet avec le moteur pédalier bien intégré..)

    J’ai vu des réalisations amateur avec des chaines et des pignons partout, qui m’ont rappelé « les temps modernes ».

    L’avantage du moteur roue pour moi est sa simplicité d’installation en prenant quelques précautions. Plus facile à remplacer aussi dans quelques années..

    Mais si vous avez réussi à faire un ensemble moteur compact, facile à installer, à un prix acceptable, bien sûr , je suis intéresséee.

    Ce genre de moteur ?

    http://www.aeolianmotor.net/Aeolian-Motor/Aeolian-Motor-C6374-KV200-brushless-motor

    2340 W pour 955 g , 90 A, kv : 200 tr/mn par volt.

    Les moteurs d’avion modèles réduits sont surprenants par leur puissance , leur faible encombrement et leur prix réduit.

    Le problème est de trouver le réducteur réversible capable de passer cette puissance , de supporter la vitesse élevée de rotation du moteur et le couple à la sortie…

    Ici j’ai trouvé des controleurs pour cette marque de moteurs

    http://www.leaderhobby.com/list.asp?type=Brand&categories=57&brand=AEOLIANMOTOR

    Mais là encore peu de doc…

    Vu qu’il y a une large plage de kv dans ces moteurs , difficile de dire si on peut adapter un controleur de 30 A sur un moteur de 100 A , lorsqu ‘on utilise pas toute sa puissance ( énorme au vu de la taille : 2340 watts ).

    En général ils préconisent un type de controleur pour chaque moteur..

    J’avais un petit doute sur le couple à basse vitesse et au démarrage, car une hélice ne démarre pas à pleine charge, c’est presque un démarrage à vide..

    Par contre les modélistes ( voitures RC ) disent que ceux qui ont l’habitude des moteurs thermiques, sont surpris par l’accélération des brushless ( BL dans leur jargon ) et ont du mal à ne pas décoller l’avant…

    Quand à sacrifier un plateau , j’aurais plutot sacrifié le petit , qui ne me sert à rien : on fait du sur place , on se fatigue à mouliner dans le vide et j’ai du mal à garder l’équilibre en moulinant de la sorte..

    Bien sur on peut faire le controleur et l’adapter à ses besoins, à ce que la batterie peut débiter sans risque de dégradation ( la plage va de 2C à 40C, un gars qui faisait du modélisme nous disait qu’ils utilisent des fortes capacités de décharge, dont on a pas besoin sur un VAE.. parait-il ? ) , mais sans avoir de courbe ou de relevé , c’est difficile.

    Ce n’est pas la différence de prix ou de place qui justifie de choisir un controleur moins puissant, elle est minime ( ce n’est pas le cas dans le matériel pour l’industrie ) et il vaut mieux avoir un controleur avec un pont surdimensionné plutot que de le faire fonctionner au max de sa dissipation .

    Mais si on limite à 20 A et que ça ne décolle pas le vélo…

    Le rendement à très basse vitesse est pas terrible, en plus il y a une plage de vitesse où on a pas de synchronisation..

    Comme c’est des pulses, il faut faire la distinction entre courant moyen et courant de pointe..

    Par quoi est commandé le moteur ? une poignée de « gaz » ? un capteur de pédalier ?

    Les trucs de modélisme c’est particulier , c’est piloté par un servo, et je ne sais pas quel est le type de signal qui rentre sur le controleur..

    Sur ces controleurs on peut régler pas mal de paramètres, sauf celui là..

    Il y a un moyen, en gardant ce controleur, de limiter le courant si on met la poignée à bloc pour démarrer, si on ne veut pas démarrer sur la roue AR..

    Si c’est ça le problème ?

    C’est une boucle de régulation extérieure au controleur , avec une limitation.

    Il suffirait de mesurer le courant de la batterie ( une seule mesure ) et avec un petit montage faire en sorte qu ‘il ne dépasse pas une valeur prérégléee, quelle que soit la position de la poignée et sa vitesse de manoeuvre….

    La sortie de ce montage attaquerait alors le controleur, à la place de la poignée, avec le bon dosage pour ne pas dépasser le courant maxi..

    Le montage , c’est un ampli Op, quelques résistances et condensateurs, une diode, un potentiomêtre , un transducteur de courant.. ca ne va pas chercher loin.

    Le principe est simple, par contre le réglage est plus délicat, encore plus si on a pas le matériel devant soi, mais si vous trouvez un électronicien sur place , ca vous permet de le mettre sur la piste..

    Cette limitation peut être pénalisante pour les démarrages en côte, si elle est trop serrée, mais on peut compenser celà de différentes façons.

    Par exemple en mesurant la pente avec un petit capteur gyroscope ( qui vient s’ajouter à la limite de courant au plat ( effet qu ‘on peut régler ) , ou en contrôlant l’accélération..

    Celà sans dépasser le courant de décharge maxi de la batterie, pour ne pas la détruire , sachant qu ‘une 10 C coute moins cher qu ‘une 40 C , pas la peine d’acheter une batterie capable de débiter 100A, si on en utilise 10 ou 25 au maximum, mais il faut que le controleur ne lui en fasse pas débiter plus avec ce moteur, si lui est limité très au delà pour utiliser toute la puissance du moteur…

    C’est plus la batterie que le pont qui justifie la limitation.

  3. Cros dit :

    Merci de votre réponse ,
    -Les contrôleurs de modèle réduit , sont commandes , comme les servos commande par un signal de largeur variable 0,5 a 1,5 ms de durée , génères tous le 20 ms au moins .
    Le moteur ne démarre que si le cycliste pédale (vitesse parametrable) 15 t/mn et ne freine pas.
    Au début , la vitesse du moteur était commandée par un accélérateur tournant.
    J’ai trouvée cette solution peu souple et nécessitant de maintenir la poignée des gaz en permanence.
    Je lui préfère la solution actuelle : une commande par inter a bascule , trois position qui donne une consigne d’ amperage au moteur donc une consigne de couple d ‘ assistance : position 1: puissance limitée a 30w
    Position 2 : puissance limitée a 100w. Position 3 puissance limitée a 210w .
    Je vais améliore ce système en le remplaçant par 2 boutons a effleurement (capacitif ) qui permettent d’avoir + de consignes de couple ( je vais me limiter cependant a 5 + une position stop.
    Le microcontrolleur (Picaxe) après un arrêt du moteur redémarre a la consigne la + faible. Des leds permettent de savoir sur quel consigne on est avec une Led verte pour l’ arrêt

  4. jc dit :

    Bonjour Jacqueline,

    tu écris « Une particularité des batteries de VAE : le chargeur est intégré et s’appelle BMS ( Battery Management System ) puisqu ‘il s’agit souvent de batteries Lithium ion , et que la charge de chaque cellule doit être controlée.  » :
    Le BMS n’est pas un chargeur, c’est une protection, en charge tant qu’en décharge. Le chargeur est externe et en amont.

    Tu dis « Les batteries sont donc installées sur un circuit imprimé qui joue le role de chargeur. » :
    Le accus sont reliés par des barrettes en soudure par point; je n’ai pas encore vu de batteries montées sur un circuit imprimé. Le BMS est un circuit imprimé d’environ 30cm², logé dans le meme compartiment, mais mécaniquement indépendant et relié aux accus par une nappe.

  5. jacqueline73 dit :

    Merci pour ta rectification jc..

    je n’avais pas bien capté lorsque j’ai écrit , en voyant tout ce bazar de composants, sur des batteries.

  6. joss76 dit :

    bonjour Cros et Jacqueline,
    pour commencer j’ai fait un vélo avec presque les même caractéristiques que le tien Cros
    par contre j’ai gardé la poignée pour éviter de faire forcer le moteur ( étant démultiplié à 1/30 ) mais j’ai aussi de bien plus grandes puissances en jeux que toi ( de l’ordre de 2500 à 3000w) en effet l’assistance à dans mon cas le but d’augmentée la vitesse moyenne pour aller travailler ( je suis déjà à 25km/h sans assistance). Sinon pour votre problème concernant les variateur il faudra partir dans une gamme dite « hv » (pour high voltage) qui peut aller jusqu’à 60v

  7. jacqueline73 dit :

    Bienvenue Joss

  8. renaud dit :

    Salut Jacqueline,

    Bravo pour ton site !

    Détail sans importance, dans les règles typographique il n’y a pas d’espace entre les parenthèse et le contenu (du genre comme ça).

    Quelques remarques :
    – tu mets en photo le kit de Moteur et Vélo et en dessous l’adresse de cycloboost !
    – le site de référence (en anglais) c’est endless-sphere. Il semble bien que l’on n’y partage pas tous tes points de vue
    – tu parles du VAE mais d’un point de vue théorique, on sent un petit manque de pratique. Avec tes connaissances théoriques importantes, pourquoi ne sautes tu pas le pas ?
    – encore bravo pour ton site !

    Bien cordialement, Renaud

  9. jacqueline73 dit :

    Merci Renaud.

    Manque de pratique, c’est évident, je l’avoue volontiers.

    Si seulement mon mari était encore de ce monde, pour la partie mécanique.

    Franchir le pas ?

    J’étudie les diverses solutions, sous l’angle réalisation, coût, et efficacité, pour tracter une remorque, avant d’investir un kopek.

    Moteur pédalier avec Nexus 7 pour grimper les cotes à coup sûr.
    ( avantage un seul moteur, un seul contrôleur , mais coût élevé du réducteur et coût inconnu pour la fabrication des pièces d’adaptation ) .

    La remorque pose plus de problème en descente qu’ à la montée. Bien chargée ça pousse. Un freinage électrique serait le bienvenu..

    Mieux, il faut calculer le système pour avoir un très bon freinage à basse vitesse, parce qu ‘on ne rentre pas dans un parking sous terrain à 10 km/h si on veut s’arrêter au bas de la rampe.

    Calcul fait hier soir, c’est possible.

    Ca fait pencher la balance vers la solution remorque assistée : puisqu ‘on a des moteurs pour freiner autant s’en servir pour tracter..

    Donc un VAE avec un moteur moins puissant.

    Comme je veux absolument remplacer mon dérailleur par un Nexus 7 ( j’ai une roue à récupérer , ou le vélo complet, mais très lourd , par contre très solide : un vieux Batavus ) car j’en ai ras le bol des dérailleurs, ce serait un kit roue avant, bien moins cher que la solution moteur pédalier, et peut être suffisant pour tracter si la remorque est équipée d’une assistance électrique.

    Si ce n’est pas suffisant , il reste la solution deux roues motrices, ainsi les efforts seront répartis.

    J’avais commencé d’étudier un projet pour l’asservissement du couple moteur ou de freinage de la remorque à la traction ou à la poussée, mais je n’avais pas encore le logiciel de CAO, les modifs étaient difficiles sur ce logiciel , et je n’avais pas encore la remorque sous les yeux pour voir comment tout agencer et rester dans le « light ».

    C’est un peu compliqué, mais déjà je sais que je peux commencer par investir dans les moteurs roue de la remorque et commencer avec un freinage simple, commandé en tout ou rien par une poignée de frein du vélo..

    Si l’essai est concluant, je perfectionnerais le système.

    D’autre part pour le moteur du VAE, j’attends la sortie de la prochaine carte de développement de Texas, qui supportera 60 V et 60 A.. et permettra de tester les diverses commandes de moteurs PMSM.

    Carte livrée avec tous les logiciels de développement et de taille suffisamment compacte pour être utilisée en production. malgré son coût important, ce devrait être moins cher que de faire réaliser une carte prototype, ( avec tous les risques d’erreurs dans le design du circuit imprimé ), et plus rapidement mise en œuvre.

    Enfin coté logiciels de développement, j’ai testé ceux qui sont dispos chez Texas, mais ils ne sont pas configurés spécifiquement pour une carte , et donc ça me sort quelques messages d’erreur..

    On peut s’amuser à chercher pourquoi, mais ce n’est pas le plus passionnant.

    Ca peut être aussi bloquant.

    Pas de complexes, vis à vis des pros qui utilisent les systèmes de développement clé en main, et les librairies du fabricant. Le maître mot est augmentation de la productivité.

    Je trouve le thème du VAE très intéressant, car lorsque j’ai commencé ce blog, je n’avais pas la moindre idée d’application, utile pour moi, des systèmes embarqués .

    Cogiter sur des trucs qui n’ont aucune utilité est moins motivant.

    Bien sûr les contrôleurs de VAE existent tout faits, mais leur fabrication laisse à désirer, et leurs performances également avec la seule commande trapézoïdale ( – 20 % de couple ) , et ne permettent pas de gérer l’asservissement de la remorque..

    Les limitations sont absurdes : soit on grimpe les cotes et le vélo démarre en trombe au plat : un coup à se retrouver dans le pare choc de la voiture qui est devant, si elle pile. Soit on a un vélo bridé pour les accélérations au plat, mais incapable de grimper une cote sans devoir pédaler.

    Vu le faible coût de ces contrôleurs je débuterais avec ça, et ça me laissera le temps de peaufiner le logiciel de ma carte Texas..

  10. renaud dit :

    Salut Jacqueline,

    Une idée en passant : pourquoi ne pas équiper le remorque d’un moteur roue non réducté ? Du genre un moteur sur le vélo et un moteur sur la remorque. Ainsi tu bénéficies du frein électrique et aussi de la poussée.

    Ou alors effectuer un montage sur un vélo « cargo ».

    Pour les platine de test de Texas, effectivement un ami m’avait fait passer le lien, mais pas le temps, pas le temps, pas le temps.

    J’ai effectué un peu de veille techo sur le thème « site google » et j’ai donc créé un tout petit site incomplet… Pour parler de mon vélo : https://sites.google.com/site/leveloelectrique/

    Ca peut éventuellement donner des idées…

  11. jacqueline73 dit :

    Renaud

    Toutes mes excuses, je ne comprend pas pourquoi ton commentaire était passé dans les indésirables..

    Ah le temps et les tunes , c’est bien ce qui manque le plus..

    Pas mal ton site, c’est mieux rangé que chez moi.

  12. JP0304 dit :

    Bonjour à tous, et bravo à Jacqueline pour son site.

    Je suis retraité (61ans), spécialiste en microcontroleur (j’anime le forum http://www.atmicroprog.com) et j’ai travaillé 10 ans dans une société qui faisait des automatismes industriels très originaux (www.sidena.com) avec qui je suis toujours enexcellente relation. Nous faisions, entre autres, des commandes de moteurs CC asservies.

    je possède un VAE Gitane 10A li-ion 250W dont je suis assez satisfait. avec moteur dans le pédalier, j’ai eu la même démarche intellectuelle que Jacqueline au sujet de la position du moteur. ( L’Aisne, n’est pas la Savoie mais on a beaucoup de petite côte très pentue.)
    Je suis prêt à participé à un projet commun si mon expérience peut être utile (Schémas électroniques, création de cartes, soudure CMS)

    • jacqueline73 dit :

      Bonjour JP

      Merci de votre visite et de votre commentaire.

      Vien sûr que votre expérience peut être utile, j’ai fait une courte viste sur votre site.

      Pour le VAE , j’ai enfin trouvé un VAE de ville avec moteur pédalier à un prix intéressant ( 1200 € ), fabriqué par une PME du département voisin.

      Installer un kit moteur pédalier, est trop compliqué, difficile de trouver un réducteur compact, c’est cher, et il y a l’incertitude du prix d’usinage en CNC pour le support;

      En moteur roue , il faut un moteur plus puissant, j’ai fait la liste, il y en a pour 800 €, plus quelques bricoles, et jamais on arrivera au couple du moteur pédalier. Je ne bénéficierais pas de garantie.

      Je crois qu ‘il est plus raisonnable d’acheter le VAE à 1 200 €. Mais avant j’avais une référence de prix de 2 000 € pour un VAE à moteur pédalier.

      Mais c’était tout de même intéressant de s’intéresser à ce sujet.

      Le projet qui le tient le plus à coeur est de tester un controleur avec commande vectorielle du moteur, qui devrait apporter un gain de couple ou d’autonomie non négligeable.

      J’attend avec impatience la sortie de la prochaine carte d’évaluation de Texas, annoncée pour 60 V et 60 A, qui permet de comparer les trois modes de commande des moteurs PMSM. Livrée avec tout le kit logiciel de développement, et de monitoring sur PC , car je n’ai pas de labo d’électronique.

      Elle utilise un micro processeur dédié à la cde des moteurs, 32 bits ,  » Digital Signal Processor  » plus performant pour cette application qu ‘un microprocesseur généraliste. Comme le disait Fernand Raynaud ; « c’est étudié pour  »

      J’ai longtemps cherché une carte à microprocesseur ARM généraliste. Mon choix s’était porté sur le Atmel SAM9263, dont j’ai étudié le manuel utilisateur. Calao Systems proposait une carte à 300 €, mais je n’ai pas d’idée d’application concrète. J’ai un petit appartement, pas de quoi déployer une application domotique, basée sur le bus CAN.

      Refaire ma Galaxy Tab sur une Pandaboard, pour y mettre Linux, n’est pas très motivant.

      Le VAE était vraiment la première appli concrète et utile , mais il faut oublier les ARM et s’orienter sur ces micro-processeurs dédiés de Texas ou Microchip.

      J’avais exploré une autre piste avec les micro cartes de NXP. Le nombre d’ E/S est limité, mais elles sont configurables , et alors il était possible de faire un système plus modulaire, extensible, avec des microprocesseurs qui dialoguent entre eux par le bus I2C.

      J’avais pensé réaliser un analyseur logique- oscilloscope à mémoire, mais il n’ y a pas de support dans leurs outils de développement pour les LPC17xx Arm Cortex ( ?) temps réels.

      Je me suis également heurtée à la difficulté de programmation en assembleur des ARM, d’autre part il est préférable de les faire fonctionner avec un OS., mais alors, ce sera beaucoup plus lent pour un oscilloscope, qu ‘en assembleur

      La carte support de processeur de Texas ( à 50 $) pour commande moteur, embrochable sur un connecteur, conviendrait mieux.

      La différence avec les microprocesseurs généralistes se situe essentiellement sur le nombre de voies ADC , leur rapidité de conversion, et des voies de conversions simultanées. ils n’ont pas besoin d’ OS , pour Texas il faut installer un DSP BIOS et ils sont programmables en assembleur, mais aussi en C, avec MPLAB pour les PICS33 et Code Composer Studio. ( les DSP sont inclus dans la version gratuite )

      Je dois réinstaller, MPLAB et CCS suite à mon récent passage sous Windows Seven.

      Ensuite il faut programmer l’ appli sur le PC qui affichera les signaux et pilotera la carte.

      Ce genre d’oscillo raccordé sur USB existe tout fait, mais je pensais aller au delà de ce qu ‘il proposent.

      – un plus grand nombre de voies ( pour faire des controles sur un VAE avec un controleur ordinaire , il faut à minima 3 U et 3 I, la tension et le courant batterie et la poignée de gaz , plus les pulses PWM en entrée logiques. Et j’ajouterais bien la pente avec un gyroscope plus la vitesse réelle du vélo.

      – reproduire la double base de temps des oscilloscopes performants, c’est un truc que j’ai beaucoup utilisé et qui me semble indispensable.

      – oscilloscope à mémoire les données seraient enregistrées dans un mémoire rapide ( à définir ) , ce serait plus rapide que la liaison PC avec un affichage direct , et dans un deuxième temps le PC lit et affiche les données dans la mémoire. ou enregistrement sur une Sdcard de plusieurs Go.

      Avec une loupe : on lirait les données sur une fenêtre de temps réglable et positionnable sur tout l’enregisterment .

      Cependant on sera assez loin d’un oscillo 400 ou même 100 MHz, ou d’un véritable analyseur logique, mais ce n’est pas le même prix non plus ..

      Avant je vais regarder du coté de chez Analog Device, le spécialiste de la conversion ADC

      En électronique/informatique les pannes sont souvent aléatoires, en tous cas ce sont les plus difficiles à dépanner : on ne reste pas les yeux rivés sur l’oscilloscope et de toutes façons ça va trop vite. J’avais mis au point un système qui enregistrait des données en boucle dans la mémoire libre du calculateur et bloquait les enregistrements sur un signal de défaut, ce qui permettait d’analyser a posteriri ce qui avait conduit au défaut..

      Ensuite il faut que je voie comment on peut interfacer ça avec matlab et simulink, deux logiciels que j’aimerais découvrir et très utilisés dans les systèmes embarqués. Texas propose des interfaces pour ces deux logiciels, qui permettent de faire les calculs complexes en temps réel que ne fait pas un oscilloscope.

      Pour son DSP il propose une bibliothèque pour le monitoring par la liaison série , ainsi que l’appli monitoring sur le PC.

      Mais je voudrais pouvoir le faire sur un VAE équipé d’ un contrôleur banal, il faut donc prendre les mesures sur le cable du moteur, puisqu’ils ne le font pas.

      Pour résumer, il faut choisir le processeur en fonction de son utilisation, et non pas l’inverse, mais aussi en fonction des outils de développement disponibles en gratuit, sinon c’est hors de prix. Ce qui complique beaucoup la tâche.

  13. marc henry dit :

    Bonsoir Jacqeline,
    j’ai roulé longtemps entre Chambery et les stations avoisinantes…
    votre projet m’intéresse pas mal aussi.
    Je roule en VAE depuis maintenant 5 à 6 ans et les progrès sont énormes (j’en suis à mon 5eme).. et les prix en chute pour les batteries.
    Après avoir eu plusieurs kit (crystalyte, phantom etc..) je viens de faire une acquisition il y a 15 jours d’un VAE de ville avec capteur intégré dans le pédalier(BB sensor).
    J’ai profité d’un destockage chez vae-enov.com (prix donné au téléphone+/-950 livré)
    L’ingénieur motoriste est un ancien d’un gros constructeur français avec des voitures électriques à son palmares.. et j’ai constaté leur record pendant la traversé des alpes (es salariés d’EDF et ERDF ont découvert la facilité d’usage des VAE qu’ils ont mené brillamment de Gap à Nice en emportant 5 Médailles d’Or dans la Catégorie VAE sur vélo e-NOV)

    Par ailleurs je travaille aujourd’hui sur un projet de tricycle qui rencontre les mêmes contraintes.
    le couple en montée, avec contrainte de poids supplémentaire.. (en rajeunissant l’équilibre est quelque peu modifié 🙂 ). Je serais heureux de pouvoir suivre vos travaux et y contribuer le cas échéant, mes dominantes étant plus l’ergonomie à ce jour.
    Bien à vous
    Marc

  14. jacqueline73 dit :

    Merci Marc

    La Rochelle c’est loin…;)

    Cette plongée dans la technique du VAE était intéressante, j’ai appris beaucoup de choses.

    Je sais aussi me servir de la calculette, et mes capacités en bricolage étant limitées ( place et outillage, j’ai beaucoup allégé au fil du temps depuis que je suis seule, pour déménager voyager ) il m’aurait fallu un gros moteur roue, une grosse batterie .

    On arrivait pas très loin du prix d’un VAE, ce n’était pas homologué et je n’aurais pas eu autant de couple qu’avec un moteur pédalier.

    Electric bike c’esrt dans le département voisin, une petite PME , ils proposent un VAE à moteur pédalier à un prix accessible et il y a un revendeur à Chambery.

    http://www.electrics-bike.com/PBSCProduct.asp?ItmID=3902887

    Je pensais le commander avec une roue équipée d’un Nexus 7, quand on y a goutté ( j’avais ça sur mon vieux Batavus aux Pays Bas, que j’ai laissé car presque aussi lourd qu ‘un Solex ) on ne peut plus s’en passer et revenir à un dérailleur c’est une vraie punition . Mais le revendeur local m’a parlé d’un variateur continu, qu ‘ils étaient en train de tester.

    et le voilà : le NuVinci

    http://www.electrics-bike.com/velo_electrique_vtt_electrique_vtc_electrique.htm

    http://www.fallbrooktech.com/docs/N360_datasheet_English.pdf;

    Ca peut vous intéresser pour votre tricycle.

    Je pense que ça doit éviter de relacher un peu le moteur, pour changer de rapport quand ça force vraiment en cote.

    La plage est aussi plus étendue que le Nexus 8 et le SRAM, et on peut mettre un pignon de 16 à 22.

    Si ça se trouve je n’aurais pas besoin d’assistance électrique sur la remorque..

    Reste le contrôleur, qui doit être à commande trapézoidale, comme sur tous les VAE..

    Il me semble que les chinois n’ont pas les licences de fabrication de ces processeurs spécifiques américains ( Freescale Microchip et Texas ) , avec les VAE ils ont trouvé un débouché pour leurs produits, comme ils préfèrent vendre un moteur que les seuls aimants…

    Protectionistes les chinois et les américains ? Non !!! à peine.

    Récemment j’ai lu un article, les américains anticipent la fin des aimants permanents en « terres rares » essentiellement chinois, pour les moteurs ..

    J’attend la prochaine carte d’évaluation de Texas : 60 V 60 A pour évaluer le gain de la commande vectorielle. Le gain est facile à évaluer , c’est mini 20 % en couple ou en autonomie;

    Le couple d’un moteur synchrone dépend du sinus de l’angle entre champ stator et champ rotor. avec une commande de courant en carrés , le couple stator progresse par bonds, alors que le rotor, vu l’inerie rogresse de manière continue.

    L’angle entre les deux champs n’arrète donc pas de varier, et produit un couple sinusoidal, comme le cycliste sur les pédales. La valeur moyenne c’est 0,707 de la valeur maxi.

    Alors qu’en commande sinusoidale l’angle ne varie pas . On cale le champ stator à 90 ° en avance par rapport au champ rotor et on a 100 % du couple maxi pour le même courant moyen.

    En réalité un peu moins de 90 °, pour éviter le décrochage du moteur . Si le couple résistant augmente , le rotor se décale un peu et le couple augmente. Au delà de 90 ° le couple diminue et ça part en décrochage.

    Les oscillations de couple produites par la cde trapézoidale favorisent le décrochage..

    Le phénomène est tout à fait comparable au cycliste ( non sportif ) avec le pédalier, en pleine côte, ou à un moteur de voiture dont l’allumage serait mal calé.

    Si on ajoute le sensorless où on a aucune synchro en dessous de 5 % de la vitesse nominale., les démarrages en côte ce n’est pas gagné ( en restant dans le légal ).

    Enfin voilà. 🙂

    Au plaisir de vous relire

  15. marin andre dit :

    Très interressant tous ces messages , continuez a chercher ça ne peut être que positif !!
    en huit ans il y a eu une très grande évolution ,sur la technique des moteurs, de l’électronique , des batteries et des parties cycles , nous avons l’embarras du choix !!! et je crois que ce n’est pas fini !!vu la conjoncture il va y avoir plus de demandes !!(je l’espère).
    je vais suivre tout ça de prêt !!! et si je peux être util tant mieux !!
    A+ dede

  16. mathieu malterre dit :

    Que d’approximations dans ce verbiage pseudo scientiste. et tant sur le vélo (la cadence de pédalage!) que sur l’électronique (confondre BMS et chargeur) et encore… La référence à Cyclurba est parlante, comme sur ce forum peu d’expertise et beaucoup de suffisance et même d’intolérance (sur un forum VAE faut le faire)
    Merci de continuer à nous faire rire

    • JP0304 dit :

      Monsieur,
      « La critique est facile, mais l’art est difficile » Jacqueline à fait un très bon travail de synthèse.
      Quant au site Cyclurba, où voyez vous de l’intolérance?
      Citez vos sources comme toutes démarches scientifiques l’exigent !
      JP

  17. pime dit :

    Bravo Jacqueline
    Que ta passion , ton energie et tes communications enrichissantes et documentées te garde en bonne forme .

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