Naissance d'un VAE 250W

Récemment lors d’une épreuve VTT dans les Alpes l’organisateur prend le départ avec un VTT électrique !? C’est le déclic ! Faut que je me bricole un truc comme ça, c’est génial !

Par contre il y a un problème ! Le parcours est extrêmement difficile techniquement et il n’arrivera pas à faire le circuit entièrement…

C’est un décat. avec 1000W! Par curiosité j’essaie de le soulever, mince c’est vachement lourd et pourtant il y a pas la batterie, le gars a ça batterie dans son petit sac à dos !

La puissance est mal maitrisée, obligé de freiner dans les montés !?. Il nous distance sans problème dans les parties faciles mais se retrouve très fortement handicapé dans les zones techniques.

J’ose même pas imaginer comment il doit en baver dans les 2 ou 3 zones de portage car ces secteurs sont impossible en vélo (même en moto..).

 D’ailleurs on le voit souvent prendre une route détournée pour éviter les secteurs qui demandent de l’agilité.

D’autre part l’autonomie est insuffisante pour les 56km et 1300m de dev+. Le gas nous dit qu’il arrive à faire 50km en montagne mais sur route.

Dans ma petite tête ça cogite déjà !, Il faut moins de puissance, gagner en autonomie et gagner en poids  !

Etant tout nouveau dans ce domaine, je vais dans un premier temps équiper un véloTaff pour découvrir tous les problèmes et joies du VAE.  J’ai un vieux décathlon acier qui va faire l’affaire.

Je l’utilisais déjà pour aller de temps en temps au boulot et ça va me permettre d’avoir une impression plus fine pour faire une comparaison VAE et Vélo Sec.

Ayant déjà fait un peu de compétitions je sais que j’ai pas besoin de beaucoup de puissance supplémentaire, musculairement les mesures pour moi donnent environ 196w de moyenne avec des pointes à 370W sur 2mn (mesures lors d’une cyclo sportive de montagne de 160Km et 2300m dev+). 250W ça doit faire l’affaire et en plus ça respect la réglementation...  

Je commande un Bafang 250W 185R 36V avec capteurs Hall phase 120°

Je prend le kit roue avant de chez Moteur et vélo car tout est déjà prévu et le rapport qualité prix est convenable. De plus le gars est très PRO, les contacts et les impressions clients sont bonnes.

Y a un peu de boulot pour monter la bête, l'axe moteur fait 10mm mais ma fourche est à la norme VTT 9mm (écartement 9.5).

Certains utilisent leur moteur 24V en appliquant 36V, c'est bien pour la vitesse uniquement mais pas pour la consommations...

Moi je cherche l'autonomie et le rendement donc je reste sur le Moteur gravé swxk 250W 36V. En plus par expérience je sais que les moyennes en VTT pour nos parcours sont de l'ordre 12 à 19 km/h suivant la difficulté

Pour le porte bagage mon vieux bike n'a pas de fixation, c'est pas grave on va faire des pieces d'adaptation en carbone !!

Fixation maison pour aubans arrieres !

Pour la détection de pédalage (P.A.S) il y a un petit disque avec 5 aimants et un capteur Hall à mettre en place.

Ne faisant rien comme les autres je décide que le mieux est de mettre les aimants dans les vis (cheminées) de fixation plateaux!!

Ca se loge pile poil et en plus ça tient par aimantation, mais faut faire des trous pour les retirer !!! pas de craintes, ça tient super bien.

display 790 donne 3 niveaux de vitesse max avec accélérateur à fond :

20.4kmH _ 26.1kmH _ 32.3KmH

display 790 donne 3 niveaux de vitesse max avec PAS rotation dans le bon sens :

20.4kmH _ 26.1kmH _ 32.3KmH

Ca donne strictement le même résultat !

Par contre chose très intéressante le PAS est proportionnel sur les 3 niveaux .

Pour le mettre en évidence il faut baisser largement les impulsions sur le PAS.

Pour ce rapprocher de ma fréquence de pédalage vélo sec j’ai testé au banc avec uniquement 2 aimants au niveau pédalier.

En niveau niveau 3

à 40tr/mn au pédalier ça commence à tourner à une vitesse de 24km/h.

à 80tr/mn au pédalier la vitesse max est atteinte 32.3km/h.

Si j’ai le temps j’ajouterais la coupure moteur lorsque la vitesse du vélo sera supérieur à la vitesse max du moteur dans le niveau sélectionné.

Traduction pour ceux qui ont déjà mal à la tête:

Un moteur qui tourne dans le vide ça consomme pour rien...

Première sortie: http://azemaje.free.fr/file/TrackChart/intro_gpx.php?Fichier=22_10_2011%2015_18_36_history.gpx

Quelques enregistrements sont sur la page d'acceuil (VTT-VAE760), j'ai pas toujours le GPS avec ce vélo...

26 nov 2011
Problèmes actuels:
-Ma fréquence de pédalage habituelle est en léger décalage avec l'accélération moteur, ça fait la sensation de pédaler dans le vide en accélération malgré l'utilisation de 3 aimants seulement !
J'ai besoin d'une assistance, pas d'une moto...  !  pour l'éficacité faut que le moteur et le bonhomme travail ensemble ! ça permet aussi d'augmenter l'autonomie.
-Problème d’hystérésis à l'arrêt du pédalage, plus d'une à deux seconde moteur! , en VTT en bordure d'un ravin ça fait peur ! faut les doigts en permanence sur les freins...
-Problème de détection d'effort sur les pédales

Réalisation du capteur de pédalage proportionnel version AV1

J'adopte l'idée de SILICIUM81 du forum Cyclurba, les simulations donnent exactement les fonctions que j'ai besoin et on peut ajuster en modifiant certains composants.

J’ai réglé la consigne max à 71tr/mn pour mes  4 aimants.

Le display avec les 3 niveaux fonctionne parfaitement avec ce circuit.

Sens pédalage ok, lorsque l'on tourne les pédales à l'envers le moteurs ne démarre pas !

La coupure à l’arrêt du pédalage est rapide. (avant j’avais un problème de retard coupure (1à2s) à l’arrêt du pédalage).

Il y a même la détection d’effort ! si j’appui moins la fréquence de pédalage baisse un peu et donne une consigne à la baisse au moteur.

Pour accélérer franchement comme en vélo il faut rétrograder, la fréquence de pédalage augmente et la consigne moteur remonte.

Toutes les fonctions qu’il me manquait sont là ! génial !!!

Je retrouve les vrais sensations du vélo, c’est tellement parfait que j’ai retiré l’accélérateur…

Vivement la version cms à intégrer dans le variateur.

07 Dec 2011

pédalage proportionnel optimisé version AV2

Modification plan électrique pour une courbe au plus proche des braquets.

Détection indirect d’effort de pédalage par appairage des caractéristiques Homme/machine vis-à-vis du contrôleur

Comme en vélo sec ou en voiture lorsque ça devient plus dur on rétrograde !

Le changement de braquet induit une petite augmentation de la fréquence de pédalage qui donne une consigne à la hausse au moteur.

A l'inverse pour le ralentissement, l'action de mettre moins d'efforts fait baisser légèrement la vitesse et donc la fréquence, ce qui va donner une consigne moteur à la baisse.

Cela fonctionne bien si votre courbe de consigne est calculé pour être au plus proche de la progression de vos braquets et de votre fréquence de pédalage.

A vitesse max de croisière on peut relâcher son effort et maintenir sa vitesse car la courbe de consigne est calculé pour être en palier à 70tr/mn, le fait de rétrograder d’un braquet permet de maintenir la vitesse max.

Résultats :

Ça marche ! une accélération naturelle continue jusqu’à 30km/h.

La sensation du manque d’assistance ou le trop d’assistance disparait car le couple homme/machine est synchronisé.

Les accélérations restent aussi forte car à tous moments avec les braquets vous contrôlez votre part et celle du moteur.

Suppression des accélérations inutiles, le nerveux de la gâchette d’accélérateur ira pas plus vite…

Pas besoin de jouer avec les 3 niveaux du Display, en ville ou en VTT dans les singles on peut rester en niveau 3 sans stress…

Démarrage et relance rapide (< un tour de pédale)

coupure rapide <0.4s

Il y même l’amortissement du temps d’établissement du régime stationnaire

Au final, vérifié sur parcours vélo Taff, l’agrément de conduite permet une vitesse moyenne en hausse !

Le plus fort c’est que l’on gagne en autonomie aussi !    

Vous l’avez compris, une bonne régulation comme en chauffage ça permet de chauffer mieux et de faire des économies…

Voici les chiffres console 790 !

Seuils tensions décroissantes d’extinction des leds :
4 led au dessus de 37.80V
3 led à 37.78V
2 led à 37.33V
1 led à 36.15V
1 led clignote à 32.30V
Extinction total de la console à 21.72V
nota: Hystérésis environ 0.20V

- paire rouge / bleu: alimentation. Rouge = + et bleu = retour du + après appui sur on.

- paire noir / vert: Sélection du mode d'assistance. Vert = +. 1,92 Volts = Low, 2,90 V = Med, 3,98 V = high.

- paire jaune/blanc: Eclairage 36V.

pédalage proportionnel optimisé version AV2 suite

marge 15km soit 75km d'autonomie !

08 Jan 2012

pédalage proportionnel version AV3-Twin

L’information rotation pédalier et celle de la roue permet d’avoir le braquet utilisé.

J’utilise 2 circuits tension proportionnel.

Circuit n°1 sur Pédalier : potar de réglage pour consigne max à fréquence max

Coupure moteur à moins de 20tr/mn pédalier  

Circuit n°2 sur roue : potar de réglage pour consigne max à vitesse max du moteur

Coupure moteur à moins de 4km/h

Les deux consignes vont sur l’entrée accélérateur.

Test au banc:

Adaptation impédance sur cordon Y (entrée variateur environ 22K)

Réglage vitesse moteur vis-à-vis rotation roue (To do : courbe à corriger légèrement)

Faire attention de ne pas mettre une consigne trop supérieur à la rotation roue (risque d’emballement sauf si branché sur entrée cycle analyst)

Arrêt pédalage et rotation roue = arrêt moteur

Go c’est partie pour test terrain, pourvu que la théorie soit bonne…

Test terrain :

Hallucinant ! ça marche !!!!!

08 Jan 2012

Le support phare en alu n’a pas résisté à la séance VTT test AV3-Twin…

Fabrication rapide d’un clone en carbone !

J'en profite pour améliorer l'alimentation avec un 7805 monté en régul courant (19mA) que j'avais dans un tiroir.

A l'origine il y avait une grosse résistance de 1000homs qui avait le désavantage d'une lumière décroissante rapidement avec la chute de tension de la batterie (42V à 36V).

0.4W, de perte en chaleur...

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Sur le moteur une petite btr est partie ! le problème c'est que l'on voit plus de filetage pour en mettre une autre !? à mon avis il était foiré d'origine.., pas terrible comme solution anti dévissage du flasque.

Apres gros séance VTT ça bouge légèrement (le flasque semble être un filetage à gauche), faudra sans doute mettre une rondelle élastique dans le moteur pour l'appui constant sur roulement.

C’est pas dramatique, on va voir plus tard mais à surveiller quand même…

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-10°C à 32km/h pendant 30mn

Le cadre est à -21°C par endroits !!

L’exter. en alu de la batterie est à -6°C.

On aperçoit la chaleur du contrôleur,  -4.5°C…

La température du pilote est réservé pour mon médecin….

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Match sur circuit route de 48km 440m dev+

VAE contre Vélo de route

VTT AE 250W 36V 10Ah 19.1 kg _regul. prop. AV3 (36.1V en fin parcours)	Vélo route Cyfac 9.1kg

Conclusion:

Le VAE moteur roue n'est pas dans son domaine sur route, la vitesse sur plat et descente n'est pas suffisante pour concurencer un vélo de route. En montée le gain du VAE est très appréciable et faut reconnaitre qu’en fin de parcours j’étais beaucoup moins fatigué avec le VAE. Pour être plus équivalent, il faut rajouter environ 3V à la batterie (à tester avec 11éléments Lipo)…

Test à faire en VTT, là c’est plus dans son domaine mais il y a le problème de perte d’agilité car 19.1kg c’est beaucoup plus difficile sur terrain cassant, faut que je test avec la batterie dans le dos…Reste aussi à travailler sur la consommation, nos sorties VTT sont en général de 50km et 1200mdev+ ! ...

02 fev 2012

Cycle Analyst V2.25 with Rev 11 PCB + Display 790 + PAS proportionnel

Cycle Analyst V2.25 with Rev 11 PCB + Display 790 + PAS proportionnel.

Objectifs :

-Mettre le CA sur connecteur afin de pouvoir le retirer facilement.

-Pouvoir utiliser le VAE avec le CA branché ou débranché.

-Utiliser la console 790 pour consignes puissances vers CA.

-Utiliser l’entrée CA du module PAS proportionnel.

Le CA permet d’envoyer une consigne (Th ou ThO) et recevoir  une consigne (Vi)

Aux Thersehold est réglé à 1V : la gamme de l’entrée auxiliaire sera donc de 1 à 4V. Valeur par défaut : 0.99V

Ça tombe bien La console peut envoyer 3 consignes (low=2V,Med=3V et high=4V)  ceci permet de relier cette sortie vers l’entrée (Vi) du CA.

Pour être compatible CA branché ou débranché la consigne va aussi vers le contrôleur.

Si une limitation (de courant maxi) est  introduite dans les paramètres du CA on a comme résultats :

100% de courant maxi pour High(4V) et vitesse High(32km/h ) .

 66% de courant maxi pour Med(3V) et vitesse Med(26km/h) .

33% de courant maxi pour Low(2V) et vitesse High(22km/h) .

Plus simplement si courant maxi = 9A et  V=36V:

Puissance High : 324W

Puissance Med : 214W

Puissance Low : 71W

04 fev 2012

Petite sortie avec Wiltouterrain:

les datas:

Distance: 33 Km

Dénivelé positif: 401 m

Vitesse Moyenne: 20.8 Km/h

Temps déplacement: 1:34 h

Dénivelé négatif: -437 m

Vitesse Maximum: 54.6 Km/h

4.7 Wh/km !!! avec plusieurs cotes à 17%...

autonomie estimé: 75km !

fichier gpx donne 6.7 wh/km

cycle analyst donne 4.7 wh/km

donc ma contribution est de 2wh/km (soit environ 30%)

C'est environ 66% d'efforts en moins que sur mon vélo sec (vélo sec = environ 6wh/km)...

quelques pointes aux dessus de 550w (bafang 36V swxk + pilote)

Ce jour là le cycle analyst était programmé à 10A max soit environ 360W max.

(mon controleur est donné pour 16A)