Les vélos électriques sont plus populaires que jamais et disponibles à presque tous les prix. Si vous envisagez d’en acheter un, il y a de fortes chances que vous ayez des questions sur le moteur électrique qui vous propulse sur les collines et délivre des Strava koms impossibles. Nous l’avons fait aussi, alors nous avons fait des recherches sur l’industrie croissante du vélo électrique pour découvrir tout ce que nous pouvions sur les moteurs et la façon dont ils interagissent avec le vélo électrique et le cycliste.,
ce faisant, nous avons parlé à des experts tels que Justin Lemire-Elmore, fondateur et propriétaire de Grin Technologies, une entreprise D’ingénierie de Vancouver spécialisée dans les kits de vélo électrique de bricolage. Pontus Malmberg, fondateur de Blix Bikes et co-concepteur des moteurs spintech hub-drive, et Jonathan Weinert, directeur des ventes et du marketing de Bosch eBike Systems, ont également apporté leur expertise.,
dans ce Guide
dans l’explication suivante, nous allons passer en revue ces thèmes moteurs e-bike:
Comment fonctionnent les moteurs E-Bike
Comment fonctionnent les moteurs avec le reste du vélo E-Bike
les différents Types de moteurs
ce que signifient les puissances nominales
ce qu’il faut chercher D’autre
Nous espérons que vous repartirez avec une meilleure compréhension de la technologie, ne serait-ce que pour satisfaire vos curiosités sur les vélos qui vont whirrrrr.,
fonctionnement des moteurs de Vélo Électrique
fondamentalement, les moteurs électriques traduisent l’énergie électrique en énergie mécanique. Les vélos électriques utilisent des moteurs à courant continu sans balais, ou des moteurs BLDC, ce qui signifie qu’ils n’utilisent pas de brosses pour alterner la direction du courant circulant vers le moteur, comme le faisaient les moteurs électriques plus anciens. Ces brosses ont rendu les moteurs moins efficaces et ont eu tendance à s’User au fil du temps, de sorte que les moteurs sans balais sont la norme depuis plus d’une décennie.,
ouvrez un moteur BLDC et vous verrez un tas de fils enroulés autour d’une série circulaire de pôles. C’est le stator; il devient un électroaimant lorsque le contrôleur de moteur tire le courant de la batterie dans les fils. Vous verrez également une série circulaire d’aimants permanents, directement à l’intérieur ou à l’extérieur du stator., L’orientation des aimants par rapport au stator dépend du type de moteur BLDC, mais de toute façon, c’est le rotor.
saisir l’interaction entre le rotor et le stator est crucial pour comprendre le fonctionnement des moteurs de vélo électrique. Lorsque le courant traverse les électroaimants du stator dans une séquence circulaire, ces électroaimants repoussent et attirent les aimants permanents sur le rotor, le faisant tourner. Le stator est attaché à un arbre. Sur un moteur à entraînement moyen, l’arbre tourne pour générer du couple, et ce couple vous offre une assistance au pédalage via un petit plateau connecté à l’arbre., Sur les moteurs de moyeu, l’arbre devient l’essieu et ne tourne donc pas. Au lieu de cela, le rotor lui-même tourne, provoquant la rotation de tout le moteur (moyeu), créant ainsi un couple pour faire tourner la roue avant ou arrière.
fonctionnement des moteurs avec le reste du vélo électrique
en plus du moteur, tous les vélos électriques ont des contrôleurs de moteur et des batteries. Les contrôleurs modulent la quantité de puissance circulant vers le moteur, qui utilise votre entrée pour transférer la quantité de courant souhaitée de la batterie dans le moteur., ” Ce qui fait d’un vélo électrique un vélo électrique, c’est l’expérience de la façon dont l’énergie est distribuée », explique Lemire-Elmore. Les vélos électriques assistés par pédale peuvent utiliser un capteur de vitesse (alias cadence), qui régule l’assistance électronique en détectant la cadence de pédalage du pilote, ou des capteurs de couple, qui détectent le couple que le pilote met dans les pédales. Certains vélos électriques ont des étranglements qui vous permettent d’utiliser le moteur indépendamment de votre pédalage, bien que les lois régionales définissent où vous pouvez et ne pouvez pas utiliser les vélos électriques équipés d’accélérateur.,
les différents types de moteurs
malgré le partage de la même technologie de base, les moteurs que vous verrez sur les vélos électriques d’aujourd’hui sont disponibles en trois variantes de base. Les moteurs à entraînement central sont positionnés au centre du cadre du vélo, là où vous trouverez normalement le pédalier. Les vélos électriques à moyeu ont des moteurs dans le moyeu avant ou arrière, et il existe deux types de moteurs de moyeu. Les moteurs à moyeu à entraînement Direct, en dehors de leurs roulements, n’ont pas de pièces mobiles: le moteur tourne simplement autour de l’essieu, qui est fixé à la chute du cadre., Les moteurs à moyeu à engrenages utilisent une série d’engrenages planétaires pour abaisser le régime du moteur et augmenter sa puissance de couple. Vous trouverez également des kits de vélo électrique de rechange qui vous permettent d’équiper un vélo standard d’un moteur à entraînement central ou à moyeu, et parmi les kits de rechange, il y a des entraînements à friction, qui utilisent un rouet qui entre en contact avec le pneu arrière pour créer une propulsion.
Mi-Lecteurs
Les moteurs à entraînement central sont situés entre les manivelles d’un vélo électrique. Un moteur électrique génère un couple qui fait tourner un arbre connecté à un plateau. Le moteur complète donc votre puissance de pédalage dans l’entraînement par chaîne du vélo, plutôt que d’ajouter une source d’alimentation supplémentaire. Il y a aussi un système de réduction de vitesse dans le pack moteur., Les moteurs à entraînement central Bosch tournent des centaines de fois par minute—beaucoup plus rapidement que vous ne pouvez pédaler—de sorte que l’engrenage interne du moteur réduit les régimes à l’arbre, optimisant ainsi les performances du système à une cadence conviviale de 50 à 80 tours par minute, explique Weinert de Bosch. Tous les systèmes d’entraînement intermédiaire, sauf les plus bas de gamme, comprennent des capteurs de vitesse qui coupent la puissance du moteur pendant que vous changez de vitesse pour éviter de casser la chaîne lorsque le vélo n’est pas en marche.,
Entraînement Direct des Moteurs de Moyeu
Les moteurs à moyeu à entraînement Direct sont les moteurs de vélo électrique les plus simples. L’arbre du moteur devient l’essieu arrière. Parce que l’arbre est fixé en place, le moteur (alias le moyeu) tourne autour de l’arbre, vous propulsant vers l’avant., Les moteurs à entraînement Direct ont tendance à avoir un diamètre plus grand que les moteurs à moyeu à engrenages, explique Lemire-Elmore de Grin Technologies, car les moyeux plus gros signifient un effet de levier accru et des sorties de couple plus élevées, ce qui est nécessaire pour fournir une puissance adéquate à des régimes inférieurs. Les vélos électriques à entraînement Direct peuvent également générer de l’énergie électrique pendant le freinage dans un processus appelé freinage régénératif. ” Les moteurs sont parfaitement bidirectionnels », dit Lemire-Elmore. « Ils peuvent avancer et reculer avec une efficacité égale., »Lorsque vous serrez les freins, un interrupteur de coupure indique au contrôleur de moteur de devenir un générateur et la résistance génère de l’énergie électrique. L’énergie récupérée par le freinage régénératif est minime—YouTuber Tom Stanton a trouvé une augmentation moyenne de la portée de 3, 5% avec son système régénératif, bien que les gains d’énergie augmentent sur les routes vallonnées—mais le principal avantage est la puissance de freinage économe en freinage sur les longues descentes, car l’énergie de freinage est absorbée électroniquement,
Orientée Moteurs de Moyeu
Les moteurs de moyeu à engrenages fonctionnent comme des moteurs de moyeu à entraînement direct, sauf que dans le moyeu, il y a un moteur électrique qui tourne à une vitesse beaucoup plus élevée. L’arbre de ce moteur se connecte à une série d’engrenages planétaires qui se connectent au moyeu, faisant tourner le moyeu à une vitesse inférieure., Cette méthode génère plus de couple, mais moins de vitesse haut de gamme. Les moteurs à moyeu à engrenages ont tendance à avoir un diamètre plus petit que les moteurs à entraînement direct, car ils n’ont pas besoin d’un moteur aussi grand pour générer la même quantité de couple sur la roue, mais les engrenages planétaires élargissent également les moyeux. Les moteurs comprennent également une roue libre: cela signifie qu’il n’y a pas de potentiel de freinage régénératif, mais ils se couchent librement au lieu de créer une traînée mineure lorsqu’ils ne sont pas sous tension, ce qui rend les vélos électriques équipés d’un moteur à moyeu à engrenages plus comme des vélos traditionnels.,
moteurs à Friction
Les vélos électriques à Friction semblent archaïques par rapport à ceux dotés de moteurs à moyeu et de systèmes d’entraînement central contemporains, mais leur conception à faible coût a des mérites pour les cyclistes qui souhaitent convertir un vélo traditionnel avec un minimum d’effort. Un moteur boulonné entraîne une petite roue qui entre en contact avec le pneu, généralement sous les haubans ou au-dessus des haubans, bien que certains kits se fixent au support de frein de la fourche. La roue du moteur fait tourner le pneu, vous faisant avancer. Le frottement signifie une usure accrue des pneus, mais l’avantage est que les kits sont facilement interchangeables entre les vélos., Vous ne trouverez pas de disques de friction sur les nouveaux vélos électriques car ils ont tendance à être encombrants et moins efficaces, mais les kits tout-en-un comme celui-ci D’Alizeti sont parmi les moyens les plus simples d’électrifier un vélo standard.
systèmes de bricolage
Si vous êtes techniquement incliné et que cela ne vous dérange pas de vous salir les mains, vous pouvez moderniser presque n’importe quel vélo avec un moteur à moyeu ou un système d’entraînement central. Choisissez le moteur, la méthode d’assistance à la pédale et la taille de la batterie pour répondre à vos besoins avec les kits de vélo électrique de rechange., Le moteur de moyeu à engrenages Bafang G310 est un favori parmi les fabricants de vélos électriques, par exemple, et l’ensemble du kit de bricolage coûte entre 405 $et 1 056$, selon votre sélection de composants (sans compter la batterie). Pour moins de travail, il y a la roue Copenhagen, un moteur de moyeu à entraînement direct et une jante qui glisse directement dans vos abandons arrière.
moteurs à entraînement moyen vs moteurs à moyeu
choisir entre un vélo électrique à entraînement central ou un vélo électrique à entraînement moyen signifie évaluer vos priorités dans un vélo. Dans cet esprit, ce sont les avantages et les inconvénients de chaque conception.,
avantages et inconvénients de L’entraînement intermédiaire
de manière générale, les entraînements intermédiaires grimpent plus efficacement que les vélos électriques à moyeu car ils peuvent utiliser la transmission à engrenages existante du vélo pour tirer parti d’une réduction de vitesse plus élevée pour l’escalade à basse vitesse, plutôt que de la compléter en tant que source (L’inconvénient de l’efficacité se produit lorsqu’un moteur de moyeu ne tourne pas à son régime optimal—un puissant moteur de moyeu à engrenages devrait être aussi efficace qu’un moteur à mi-entraînement.) Leur position centrée sur le vélo crée également une conduite plus équilibrée., Cela, combiné à l’avantage de l’escalade, en fait le moteur incontournable pour les vélos de montagne électriques. Changer les pneus sur les vélos électriques à mi-entraînement est plus facile car il n’y a pas de câblage entre le cadre et le moyeu, ce qui permet aux utilisateurs de faire fonctionner n’importe quelle paire de roues.
L’inconvénient de l’ajout d’un mi-moteur à entraînement à chaîne de vélo est augmenté usure de la chaîne., Les fabricants de vélos électriques respectables ne lésineront pas sur la qualité de la chaîne, mais le couple ajouté signifie que vous remplacerez peut-être les chaînes plus souvent. Les disques intermédiaires sont également plus chers car ils contiennent plus de composants mécaniques et une réduction de vitesse plus élevée, ce qui augmente les coûts.
avantages et inconvénients de L’entraînement du moyeu
étant donné que les moteurs du moyeu fonctionnent en dehors de l’entraînement par chaîne d’un vélo, ils n’usent pas les chaînes et les rouages comme le peuvent les entraînements centraux. Ils sont également moins chers car ils sont produits en série en quantités beaucoup plus importantes et ne nécessitent pas que les fabricants modifient un cadre pour s’adapter à un moteur spécifique.,
Les moteurs de moyeu, en particulier les entraînements directs, ne grimpent pas aussi efficacement que les entraînements intermédiaires. « Si vous montez à basse vitesse et que le moteur tourne également à basse vitesse, vous transformez une grande partie de cette puissance en chaleur plutôt qu’en mouvement vers l’avant”, explique Weinert. La puissance plus élevée requise par les moteurs de moyeu à entraînement direct signifie des moteurs et des batteries plus gros, ce qui ajoute du poids., La répartition du poids n’est pas aussi centrée non plus, bien que l’effet sur la maniabilité du vélo dépend du poids du moteur. Enfin, changer les pneus peut être fastidieux car vous devrez déconnecter les fils qui alimentent et contrôlent le moteur du moyeu.
moteurs de moyeu À Entraînement Direct vs moteurs de moyeu à engrenages
Si vous envisagez un vélo électrique à entraînement par moyeu, déterminez si le moteur est à engrenage ou à entraînement direct. Chaque modèle a ses avantages et ses inconvénients.
de manière générale, les motoréducteurs sont meilleurs pour les applications à faible vitesse et à couple élevé, et les moteurs à entraînement direct sont meilleurs pour les utilisations à grande vitesse., ” peut représenter la moitié du poids d’un moteur à entraînement direct qui a le même couple », explique Lemire-Elmore, en raison du régime interne plus élevé du motoréducteur. Cependant, comme ils sont orientés vers le bas pour le couple, les motoréducteurs ont du mal à atteindre la même vitesse de pointe que les systèmes à entraînement direct, qui peuvent gérer des vitesses plus élevées et plus de puissance sans être trop sollicités. Motoréducteurs côte avec moins de résistance que les moteurs à entraînement direct, bien que la résistance supplémentaire en roue libre d’un moteur à entraînement direct soit minime; cela équivaut à ajouter un autre ensemble de pneus, dit Lemire-Elmore.,
Les moteurs à entraînement Direct ont tendance à être plus gros et plus lourds car ils nécessitent plus de matériau magnétique pour générer un couple à basse vitesse, mais cette puissance supplémentaire et leur simplicité mécanique les aident à bien fonctionner à des vitesses plus élevées., Ils ont également tendance à être plus silencieux que les motoréducteurs, bien que les nouveaux motoréducteurs avec engrenages hélicoïdaux (plutôt que des engrenages droits) soient presque inaudibles. Les entraînements directs peuvent également bénéficier d’une autonomie supplémentaire modeste et d’une diminution de l’usure des freins due au freinage par récupération.
Ce Que signifient les puissances nominales
tenter de comparer les puissances nominales des vélos électriques est un excellent moyen de perdre votre santé mentale. En effet, la” puissance nominale », la mesure utilisée par certains fabricants, n’est pas égale à la puissance réelle d’un moteur ou à la puissance potentielle maximale., ” La puissance réelle d’un moteur dépend entièrement de l’intensité de sa charge dans une situation donnée et de la puissance électrique maximale que le contrôleur laisse circuler dans le moteur », explique Lemire-Elmore. « Cela a peu ou rien à voir avec une note n’importe où.”
la puissance nominale peut indiquer la quantité de puissance que vous obtenez pour une durée spécifique, bien qu’il n’y ait pas de norme universelle pour la durée de puissance maximale ou nominale. ” Cela pourrait être 10 secondes ou 30 secondes », dit Weinert. « Certains moteurs citent la puissance de crête à 750 watts, mais vous ne pourrez peut-être l’obtenir que pendant 1 à 2 secondes., »
Voici comment analyser le jargon du fabricant. Le « pouvoir” est une mesure de la rapidité avec laquelle le travail est fait. Le couple, une métrique répertoriée par certains fabricants, est une mesure de rotation de la force. Pour déterminer la puissance d’un moteur en watts, vous devez savoir à quelle vitesse il tourne: le couple multiplié par la vitesse de rotation est égal à la puissance. La puissance de sortie d’un moteur culmine donc à une quantité spécifique de tours par minute, et même si vous connaissiez les RPM pour la puissance de crête (bonne chance d’obtenir ce chiffre), vous ne feriez pas ce calcul à mi-parcours.,
Vous pouvez avoir une idée de la puissance maximale que vous ressentirez réellement si un fabricant répertorie la tension et l’ampérage (continu) de la batterie d’un vélo électrique à partir du contrôleur du moteur. C’est un meilleur indicateur que la cote du moteur car les cotes sont arbitraires, mais en ce qui concerne l’énergie électrique, vous pouvez multiplier les volts par les ampères pour obtenir des watts. Par exemple, le Juiced Bikes CrossCurrent X est évalué à 750 watts, soit 1 puissance. La batterie est évaluée à 52 volts et le contrôleur de moteur fournit 20 ampères de courant., Par conséquent, 52V x 20A = 1 040 W, mais vous ne ressentirez pas 1 040 watts car les moteurs BLDC ne sont pas efficaces à 100%. ” Il est probablement efficace à 75% », dit Lemire-Elmore à propos du moteur Bafang. Si le moteur est efficace à 75%, les calculs indiquent que vous ressentirez un maximum de 780 watts de puissance de crête, ce qui est assez proche de la puissance nominale du moteur de 750 watts. En comparaison, Le Vélo Électrique Pliant Blix Bikes Vika Travel a un moteur évalué à 250 watts (continu), mais la batterie est évaluée à 36 volts et le contrôleur de moteur répertorie 18 ampères., Même si le moteur perd 25% de la puissance d’entrée en raison de son inefficacité, la puissance de sortie maximale théorique devrait être de 486 watts, soit presque le double de la puissance nominale de 250 watts. Surtout, Blix note que les 250 watts du vélo sont continus, tandis que Juiced Bikes ne dit pas combien de temps son chiffre de 750 watts peut être soutenu.
Le couple est moins subjectif., Si un fabricant indique le couple maximal ou soutenu d’un vélo électrique en newton mètres, allez-y. Mieux encore, les pourcentages de soutien (comme Bosch liste) vous dire combien d’aide le moteur vous donne à un niveau donné de E-assist. Sinon, si vous mourez d’envie de savoir combien de puissance votre vélo peut produire pendant une période prolongée, nous vous recommandons de contacter le fabricant et de demander la signification de la puissance nominale du vélo avant d’acheter.
quoi D’autre à rechercher
Il y a quelques autres choses à savoir sur les vélos électriques qui affectent votre expérience de conduite à long terme., Voici ce que vous devriez noter d’autre.
Type de capteur
Les vélos électriques utilisent des capteurs pour déterminer les niveaux d’assistance à la pédale en fonction de l’entrée du pilote. Il y a des capteurs de vitesse, aka capteurs de cadence, qui dole out e-assist basé sur la cadence de votre pédalage. Blix Bikes ‘ Malmberg dit que les capteurs sont abordables, peu d’entretien, et offrent une expérience de conduite détendue que de nombreux cyclistes apprécient. ” Si vous voulez aller plus vite, pédalez plus vite, pas plus fort », dit Malmberg. Accélérer est donc aussi simple que d’augmenter votre cadence, peu importe l’effort que vous mettez., Les capteurs de vitesse sont courants sur les vélos électriques à moyeu.
Les capteurs de couple, en revanche, déterminent la quantité appropriée de couple moteur en mesurant la quantité de couple que vous appliquez aux pédales. Pour aller plus vite, il faut pédaler plus fort. L’expérience s’apparente davantage à un vélo traditionnel. Les capteurs de couple sont populaires dans les vélos à mi-entraînement, en particulier les vélos de montagne électriques, car ils offrent aux coureurs plus de contrôle sur l’application de l’assistance électronique: vous ne voulez pas des tonnes de puissance à la fois lorsque vous négociez une section délicate de la piste.,
pour accélérer ou non
certains vélos électriques sont livrés avec des étranglements qui permettent aux cyclistes d’accéder à l’assistance électrique du vélo sans pédaler. Les étranglements sont une question de préférence du pilote, bien qu’ils deviennent particulièrement utiles sur les vélos à moyeu si votre transmission tombe en panne à mi-parcours. C’est aussi une question de légalité: certains États définissent les vélos électriques par classes. Un vélo électrique de classe 1 n’a qu’une assistance à la pédale et se termine à 20 mph, un vélo électrique de classe 2 a une assistance à la pédale et un accélérateur et se termine à 20 mph, et un vélo électrique de classe 3 a une assistance à la pédale qui peut se terminer à 28 mph., Que les vélos électriques de classe 3 puissent avoir des étranglements dépend de qui vous demandez: le Pace 500 D’Aventon a une assistance à l’accélérateur jusqu’à 20 mi / h et une assistance à la pédale jusqu’à 28 mi / h. En d’autres termes, vérifiez vos lois locales avant d’acheter un vélo électrique avec un accélérateur (ou un avec E-assist qui dépasse 20 mph).
problèmes de qualité et garanties
à mesure que le prix d’un vélo électrique diminue, il est de plus en plus important de vérifier ses informations de garantie avant d’acheter. (C’est toujours une bonne idée, en fait.) Voici une raison: les vélos électriques bas de gamme pourraient ne pas avoir de recul thermique, une fonction qui mesure la température interne du moteur pour l’empêcher de surchauffer. Pensez-y comme le limiteur de régime sur le moteur à combustion interne d’une voiture., « ils parient que la plupart des gens n’essaient pas de gravir un col de montagne avec le moteur à pleine puissance”, dit Lemire-Elmore. « Disons que vous tirez une remorque en montée avec deux enfants, le système pourrait s’autodétruire. »
lorsqu’un moteur devient trop chaud, l’émail protecteur entourant les fils du stator peut fondre., En termes simples, une escalade trop soutenue et à basse vitesse peut faire frire un moteur sans retour thermique, et son absence d’un vélo n’est pas quelque chose que les fabricants divulgueront facilement (bien que les nouveaux vélos électriques sans retour thermique aient généralement des moteurs capables de gérer plus de puissance que les fabricants). Pourtant, il y a beaucoup de documentation autour de L’Internet des moteurs de vélo électrique en surchauffe. Ce n’est qu’une des nombreuses choses qui peuvent mal tourner avec un moteur, une batterie ou un contrôleur de moteur, il est donc crucial de savoir dans quoi vous vous engagez avant d’acheter.,
Nous espérons que vous êtes maintenant mieux équipé pour acheter le vélo électrique qui vous convient. Si vous avez des questions supplémentaires que nous n’avons pas couvertes, déposez-les dans les commentaires et nous ferons de notre mieux pour mettre à jour cet article avec toutes les informations pertinentes que vous devez savoir sur les moteurs de vélo électrique.