Dossier Vélo Electrique

( Golden Motor )

Sommaire :

I- Présentation de l’entreprise II- Présentation des différents produits proposés, caractéristiques

techniques III- Programmation et étude du variateur IV- Comparatif financier V- Présentation du cycle analyst VI- Essais et mesures sur routes VII- Conclusions et comparaisons avec les deux vélos

I- Présentation de l’entreprise

L’entreprise que nous avons choisi pour acquérir ce kit de motorisation pour vélo électrique est une entreprise basée en chine dont la marque est Golden Motor, leur site internet est le suivant : http://www.goldenmotor.com/ C’est un fabriquant et un vendeur de matériel pour la motorisation de vélo électrique, ils vendent des kits de motorisation pour vélo, des batteries, et vélo électrique complet, dont les puissances vont de 250w à 1000w, leur tension vont de 24v à 48v. Variateur externe ou interne, les variateurs sont paramétrables avec le soft fourni sur le site du fabriquant.

II- Présentation des différents produits vendus et caractéristiques techniques

Le fabriquant est en mesure de fournir un choix de produits relativement divers et variés, malgré le manque d’informations techniques aussi bien concernant les moteurs, les variateurs ainsi que les batteries. Ce manque d’informations est malheureusement commun à tous les vendeurs de kits pour vélo électrique. Le moteur peut être alimenté sous différentes tension allant de 24v à 48v. Bien entendu la tension d’alimentation sera proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. Le kit contient une roue rayonnée un moteur, un variateur de vitesse, une commande de vitesse, une paire de frein avec coupure électrique du variateur et un régulateur de vitesse. Pour une tension de 36v le moteur tournera à une vitesse de 320 tr/min et pour une tension de 48v le moteur tournera à une vitesse de 430 tr/min.

http://www.goldenmotor.com/

Les différents kits de motorisation pour vélo électrique vendu sur le site internet incluent la roue, le

moteur le tout étant déjà rayonné ce qui facilite la tâche de l’installateur. Le variateur de vitesse peut

soit être intégré directement dans la roue, comme c’est le cas du MagicPie (Voir Page suivante). Pour

les moteurs notre choix s’est porté sur un moteur Magic Pie d’un puissance de 1000W, qui est

capable d’atteindre en théorie une vitesse maximum de 43 Km/h avec une jante en 26 pouces.

( Vue interne du moteur Magic Pie)

Variateur

Transistors

de Hachage

Microcontrôleur

Ou bien le variateur peut être déporté du moteur, c’est le cas pour les autres modèles qui disposent d’un variateur externe. Un variateur externe est cependant plus avantageux sur un plan technique qu’un variateur directement intégré dans la roue car il permet lors d’une panne, transistor grillé …… le remplacement rapide de ce dernier.

Alors qu’un variateur interne à la roue nécessite le démontage de la roue, l’ouverture du carter de protection et le remplacement du composant défectueux. Il faut bien sur quelques connaissances en soudures car toute la connectique est soudée sur la carte, ce qui ne facilite pas l’intervention. Le mieux serait encore de renvoyer la roue afin que l’entreprise procède elle-même à son remplacement, en utilisant la garantie. Au niveau des batteries ce fabriquant nous propose un choix relativement large de batteries Li-ion d’un poids de 5.5 Kg. Les batteries vont de 24v/16Ah à 36v/12Ah ou bien 36v/16Ah ou encore 48v/12Ah. Le pack que nous avons choisis est un pack 48v/12Ah. Ce dernier permet à l’utilisateur de parcourir environ 60 Km. De plus tous les packs vendus sur le site internet incluent un chargeur. Les packs de batteries intègrent également un BMS (Battery Management System) qui assure une régulation de la charge des éléments et qui régule le courant des batteries pour sa consommation. Ce BMS limite le courant maximum de décharge à 35A et 20A en continu.

Cette batterie est fournie dans un coffret en aluminium permettant une meilleure protection lors des déplacements, ceci limite les risques de chocs, de vibrations et protège de la pluie. Le boitier de la batterie est muni d’un interrupteur à clé qui permet de verrouiller le vélo lorsque ce dernier est à l’arrêt, il permet également de retirer le coffret de son support afin de le ranger par exemple. Le kit de batterie est livrée avec un chargeur 48v / 3A .

Pour le montage du kit, il a fallu installer le pack de batterie à l’arrière du vélo fixé sous la selle. Il à également fallu réaliser deux pattes de fixations fixées sur le porte batterie ainsi que sur la fourche du vélo, en effet avec le poids des batteries lorsque l’on passe sur un ralentisseur ou lorsque le vélo est soumis à des vibrations, ce dernier n’est pas assez solide pour maintenir le poids des batteries.

L’avantage de ce pack est qu’il est directement monté dans un coffret en aluminium qui à l’avantage de ne pas se détériorer dans le temps, est d’être étanche à la pluie malgré l’absence de joints aux niveau des carters qui permettent d’accéder à la partie avant et arrière des batteries.

Prise permettant la recharge

des batteries.

Carter de protection. Prise permettant l’alimentation

du moteur.

Ce dernier dispose d’un interrupteur à clé qui permet la mise sous tension du moteur ainsi que le verrouillage du pack de batterie sur le porte bagage grâce à un système de fermeture à tige, il à fallu mettre un fusible de 30 A, car en effet ce pack ne dispose pas de fusible, ce qui est surprenant même si le BMS est censé protéger les batteries. Il a également fallu réaliser un système de renfort métallique au moyens de deux tiges en inox afin de renforcer le maintient des batteries.

Ce pack dispose d’une prise munie d’une connectique spécifique qui permet le branchement du chargeur qui est livré avec le kit. Il y a également la présence d’un B.M.S. (Battery Management System) , qui permet la régulation lors de la charge des batteries et lorsque le moteur est alimenté,

ce qui peut-être inutile du fait que le variateur est en mesure d’être programmé et de réguler le courant consommé par le moteur.

(Photo des éléments de batteries, ils sont assemblés par groupe de trois en parallèle, ce qui donne aux batteries une tension d’environ 54V et une capacité de 12 Ah pour un poids total de 5.5 Kg avec

le coffret en aluminium)

Fil alimentation

chargeur. Transistor de

Commutation.

Fil alimentation

Moteur.

Connectique permettant la mesure de la

tension de chaque ensemble de batteries

Eléments de

batteries.

Ci-dessous le support des batteries, ce support se fixe en dessous de la selle du vélo.

Lithium Iron Battery Pack with BMS/Charger and Optional Sliding Rack

Aluminium Casing with Switch/Key -- FREE! BMS and 110V-240Vac 3A Universal Charger Included

Weight: below 5.5Kgs Capacities: 48V/12AH

Max Discharge Current: 35A(12AH)/60A(16AH) Max Continuous Discharge Current: 20A(12AH)/30A(16AH)

Charging Cycles: >800 times Ranges(full electric mode): 38Km(36V12AH) or 50Km(36V16AH, 48V12AH)

III- Etude du variateur . Le variateur que nous avons acheté qui se situe donc dans la roue, est programmable par PC via un port USB classique qui se connecte grâce à une connectique spécifique qui se trouve : soit sur le câble qui relie les équipements de commandes pour le variateur interne. Ou bien via un port spécifique sur le variateur extérieur.

Câble de programmation USB pour contrôleur externe (à gauche) et contrôleur interne pour le Magic Pie (à droite).

Photo du logiciel de programmation, dans ce programme nous pouvons modifier différents paramètres tels que le courant en continu, le courant max, la tension du moteur, la vitesse maximum ( « Bridage du moteur » FWD), la sélection FWD permet de faire fonctionner le moteur en marche avant ainsi qu’en marche arrière à condition que ce dernier soit câblé en condition ( aucune utilité sur un vélo), nous pouvons également choisir le type de moteur ( DC ou Brushless), nous pouvons également programmer le gestion du capteur de pédalier qui permet ou non la mise en marche du moteur. Le réglage de la régénération est possible en choisissant le pourcentage de récupération d’énergie au freinage. Les valeurs que nous avons programmées sont les suivantes : 30A pour le courant continu de décharge, 50A pour le courant Max de décharge. La tension du moteur à été réglée sur 48v, la vitesse du moteur à été mise à 100%, pas de marche arrière, une régénération à 100% pour le freinage, et la désactivation du capteur de pédalier.

IV- Comparatif financier

Nous avons comparé deux distributeurs de matériel pour la motorisation de véhicule électrique, dont

l’un est situé en France et l’autre est le fabricant lui-même. L’entreprise Cycloboost en France nous vends le kit comprenant un Moteur Magic Pie Arrière 1000W 26” un Pack batterie Lipo 48 V / 10 Ah un câble USB pour moteur Magic Pie, soit un total de 1116 € Avec frais de port, ce qui est bien moins cher que chez le fabricant direct à savoir Golden Motor dont les produits sont identiques mise à part la batterie qui est de 48v/12Ah ou le total s’élève à 673€ avec les frais de transport par avion . Il y a

donc un problème avec les distributeurs français qui nous vendent des produits identiques mais ou le tarif passe quasiment du simple au double !!!!

15 fév 2011 16:50:58 CET

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Co Ltd (sales@goldenmotor.com)

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Description Prix unitaire Qté Montant

26" Rear Wheel MagicPie(Internal Controller) USB Cable(Internal) Twist

Throttle No Pedelec 48V12AH + Charger + RAK-002

Nº de l'objet 26"RmIHT

$762,00

USD 1

$762,00

USD

Sous-total $762,00 USD

Livraison et traitement $125,00 USD

Total $887,00 USD

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Bon de commande sur le site de Golden Motor, Kit Magic Pie 1000W 48V, fournit avec poignée d’accélération, deux poignées de frein ainsi que le câble USB permettant la programmation avec le

mailto:sales@goldenmotor.commailto:sales@goldenmotor.commailto:sales@goldenmotor.com

soft téléchargeable sur le site du fabricant, également fournit avec ce kit un pack de batteries de technologie au lithium, vu ci-dessus.

Voici un exemple de montage d’un vélo électrique avec le moteur Magic Pie 1000W à l’arrière du vélo, les commandes situées à l’avant avec un accélérateur à poignée. Les batteries étant quand à elles fixées sur le support prévu à cet effet sous la selle du vélo. On peut noter quelques petits problèmes d’ordre techniques et commercial. Le site internet ne nous donne aucunes caractéristiques pour ce produit, on ne connait pas son prix. Mise à part ces problèmes commerciaux cette réalisation nous parait fort peu intéressante car en effet un moteur demande une puissance de 800w lorsque ce dernier roule à 45 km/h soit une consommation d’environ 17A, cela reviendrait à dire que les deux moteurs au total consommerai 42 A mais le problème c’est que le BMS interne de la batterie limite le courant continu à 20A et le courant max à 35A il y a donc un problème de consommation cela voudrait dire que ce vélo ne pourrait pas rouler à 45 km/h mais bien moins vite.

Plusieurs tailles de roues sont disponibles comme le montre la photo ci-dessus. Cependant il est impossible de connaître la vitesse réelle de la roue sachant que plus le diamètre de cette dernière est petit plus la roue est censé tourner plus vite. Alors qu’on nous dit bien que la vitesse max est de 45km/h.

V- Présentation du cycle analyst Les kits vendus par l’entreprise Golden Motor ont la possibilités d’ajouter un écran de contrôle plus connu sous le nom de cycle Analyst. Ce dernier permet de connaître la distance parcourue, la vitesse mais également la puissance consommée par le moteur, le courant, la tension des batteries, le pourcentage de régeneration fournis par le moteur lors des phases de freinages et de déceleration. Cet instrument de mesure se raccorde grâce à une connectique spécifique qui intègre une résistance de shunt entre les batteries et le variateur. Schéma ci-dessous :

L’ordinateur de bord se présente comme ci-dessus.

Le cycle Analyst à été commandé et installé sur le vélo. Il a fallu réaliser un connecteur spécifique pour pouvoir raccorder le moteur aux batteries en passant par le shunt .

Nous avons effectué des essais sur la route avec différentes vitesses afin de mesurer le courant

consommé, la puissance en régime établie, la chute de tension.

Consommation :

Sur du plat, nous avons les résultats suivants avec des pneus crantés 26’’ pour le Golden Motor

Vitesse (km/h) 42(max) 36 30 25 20

I (A) 20 12.6 7.86 5.15 2.30

U (V) 5.4 3.2 1.85 2.3 1.2

Sans pédalage 800 534 416 289 120

Avec pédalage 720 480 370 230 97

théorique

=

Consommation pour le Crystalite :

Vitesse (km/h) 51(max) 45 36 30 25 20

I (A) 30 24 14 12 6 4

U (V) 6.6 4.1 2.8 2.4 1.5 1

Sans pédalage 1200 1000 550 425 350 250

Avec pédalage 1100 900 425 300 200 100

théorique 324 225 156 100

= 0.76 0.75 0.78 1

Si on compare les deux moteurs, on s’aperçoit que la vitesse maximale est légèrement différente en ce qui concerne les deux moteurs le moteur Crystalite est capable de rouler à une vitesse maximale de 51 Km/h alors que le Golden Motor ne roule qu’a une vitesse de 43 Km/h au maximum. La tension totale du pack de batterie du moteur Crystalite est légèrement inférieur a celle du Golden Motor ce qui fait que le courant consommée est plus faible pour une puissance égale. Au niveau de la consommation les deux moteurs sont quasiment identiques, pour une vitesse de 30 Km/h le moteur Crystalite consomme 12A alors que le Golden Motor consomme 7.86 A, soit une puissance de 425 W pour le Crystalite et 416 W pour le Golden Motor. Pour une vitesse de 45 Km/h le moteur Crystalite consomme 24 A alors que le Golden Motor consomme 17 A pour une vitesse de 42 Km/h, soit une puissance de 1000 W pour le Crystalite et 787 W pour le Golden Motor.