COMMENT FONCTIONNE UN VÉLO ÉLECTRIQUE ?

Quel est le principe de fonctionnement d'un vélo à assistance électrique ?

Un vélo à assistance électrique c'est un vélo normal sur lequel on vient greffer un moteur électrique pour aider le cycliste dans son effort.
Le moteur peut être positionné en différents endroits sur le velo: classiquement dans les moyeux des roues avant ou arrière (voire les deux !) ou au niveau du pédalier.
 
 
Dans le premier cas le moteur est directement sur l'axe de la roue, dans le moyeu.
 
Une partie du moteur, le stator, est solidaire de l'axe de la roue et donc du velo, l'autre partie, le rotor, est solidaire du moyeu et donc de la roue, et tourne avec elle.
Il peut y avoir une démultiplication entre rotor et moyeu afin de produire plus de couple (pignons de type planétaires).

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dans le cas du moteur pédalier, un moteur vient entrainer le pédalier via une démultiplication. Le couple du moteur est transmis au pédalier, qui transmet à son tour ce couple à la roue via la chaine.
 
 

 
La quasi totalité des moteurs utilisés aujourd'hui sur les vélos sont du type 'brushless' ou sans balais: il n'y a aucun contact électrique entre stator et rotor, et donc aucune usure contrairement aux moteurs à courant continus classique (usure des 'charbons'). L'inconvénient est que ces moteurs ne peuvent pas être alimentés directement par une tension continue. Il va falloir envoyer une tension variable successivement sur chacune des 'phases' du moteur (il y en a généralement trois sur les moteurs de vélo).
Pour faire ce découpage de la tension, il faut donc un contrôleur. C'est lui qui va donc gérer les tensions appliquées aux bornes du moteur, et ainsi sa vitesse et sa puissance.
 
 
 
 
Le contrôleur n'étant pas très gros, il peut être installé un peu partout, mais souvent près de la batterie (dans un logement dédié) ou intégré au moteur pour les moteurs pédaliers.
 
 

Enfin, le contrôleur prendra sa source d'énergie sur la batterie, qui est une grosse pile rechargeable fournissant une tension continue (36 ou 48 volts sur les applications courantes). Aujourd'hui elles sont toutes à base de cellules lithium, ce qu'il y a de plus performant. La batterie peut être fixée sur porte bagage, sous la selle, sur le cadre ou encore dans une sacoche disposée sur le vélo, où dans le sac à dos du cycliste !

 
 
 
 
 
 
 
 
 



Afin de piloter tout ça, on ajoute une console au guidon qui permettra de gérer le niveau d'assistance (donc la puissance) du moteur et donnera également des informations utiles sur le fonctionnement de l'ensemble (état de la batterie, vitesse vélo, ...).
 
Enfin, pour se conformer à la loi, on installe un capteur de pédalage. C'est dans la majorité des cas un simple capteur qui détecte que le pédalier tourne (donc que l'on pédale) sans information sur l'effort fourni. Sur certaines applications plus haut de gamme, sur les versions à moteur pédalier, on peut également avoir un capteur de couple qui donnera une image de l'effort fourni sur le pédalier. Cet effort peut être utilisé pour moduler la puissance du moteur.

Quels sont les éléments clés d'un vélo à assistance électrique ?

C'est bien sur d'abord le moteur, car c'est lui qui va transformer la puissance électrique en puissance mécanique. Il devra surtout être capable de fournir cette puissance durablement, sans chauffer trop, et avec un rendement acceptable (donc une consommation de courant la plus faible possible). Egalement, il se doit d'être le plus léger possible pour ne pas trop alourdir le vélo.
 
Ensuite la batterie. C'est elle qui fournira l'énergie nécessaire, et donc déterminera l'autonomie de votre vélo. C'est sa capacité (en Ah Ampères-heure) qui est l'image de votre autonomie. La tension agit sur la puissance du moteur, mais elle est définie par le moteur. Un moteur 36v de devra pas être alimenté par une batterie 48v sous peine de risquer la destruction du moteur (par échauffement).
 
Dernier élément clé, le contrôleur. Il va gérer la puissance électrique envoyée au moteur. Il doit donc être adapté à la batterie utilisée (36v, 48v) et à la puissance désirée pour le moteur. Celle-ci est caractérisée par l'intensité maximale que peut délivrer le contrôleur. Généralement 14 Ampères pour les moteurs 36v 250W classiques, plus de 20 Ampères pour un moteur 'sportif' 48v de 750W, et parfois beaucoup plus pour d'autres applications très puissantes.

Et quelle est la réglementation ? Vélo à assistance électrique ou vélo électrique ?

En matière de vélo à assistance électrique, chaque pays possède sa réglementation. La France (et l'Europe) a malheureusement la plus contraignante.
 
La réglementation Française s'appuie sur la norme EN 15194. Celle-ci précise trois critères principaux pour pouvoir répondre au statut de 'vélo à assistance électrique':
 
- Le moteur de doit pas dépasser 250W en moyenne
- L'assistance ne peut avoir lieu que si le cycliste pédale (sans notion d'effort)
- L'assistance n'a lieu que jusqu'à 25 km/h
 
Si un seul de ces critères n'est pas respecté, le vélo ne rentre plus dans la catégorie 'vélo à assistance électrique' mais devient vélo électrique: il ne peut plus rouler sur route ouverte, sauf à passer aux mines pour y être immatriculé et devenir ainsi un scooter électrique (donc casque, plus de voie cyclable, clignotants, rétroviseurs, etc...).

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