Vitesse Max 45 km/h et bridage mécanique

Nous partons, Christine et moi avec un tandem couché.
Je suis en pleine réflexion sur le type de motorisation à choisir: moteur roue ou moteur pédalier.

Le moteur roue est plus simple mais a un inconvénient majeur: dans les montés le rendement s'écroule. dans un col celui ci peut descendre en dessous de 25%!

Le moteur pédalier permet de toujours rester proche de la vitesse de rotation nominale, là ou le rendement est le meilleurs (supérieur à 75%).
Ça fait une très grosse différence.

C'est pourquoi nous allons à priori opter pour le moteur pédalier.



Mais avant de commander le moteur pédalier Bafang BBS02 (qui semble le plus courant et le plus fiable), j'ai relu le paragraphe concernant la vitesse max dans le règlement:

Extrait du règlement:
"La motorisation choisie ne doit pas être en mesure de d’assister le vélo au-delà de 45 km/h à la tension nominale des batteries, par construction . En raison du risque de fraude, le bridage électronique n’est pas un moyen acceptable de limiter la vitesse maximale"


Hors j'ai refait quelques calculs:

Vitesse max rotation moteur Bafang : 130 à 150 rpm (cf spécif Bafang BBS02 750W)
circonférence roue 26" : ~2010 mm
Rapport grand plateau / petit pignon : 46 / 11 = 4,1818

1 tour de pédalier fait donc ~8,405 m
A 150 t/mn ça nous fait 150 x 8,405 = 1260 m / min

Soient: 75,65 km/h !

On est bien loin des 45 km / h autorisés!

Si je veux rester en dessous des 45 km/h, je peux diminuer le grand plateau, et mettre 27 dents seulement.
Ça veut dire que nous devrons pédaler à 150 t/mn pour atteindre 45 km/h, ce dont nous sommes absolument incapables.
Nous pédalons lentement Christine et moi, généralement à 70 - 75 t/min, très exceptionnellement à 90 - 95.

Avec un 27 dents nous aurions 5m de développement, et donc une vitesse max à 75 t/min de 22,5 km/h !
On est pas rendu à Canton!

Une autre très bonne solution consisterait à changer le réducteur du Bafang (1 : 21,9), contre un de 1 : 36 par exemple,
mais impossible à trouver!

A la lecture du règlement du suntrip, on a l'impression qu'il suffit de baisser la tension des batteries pour diminuer la vitesse max.
C'était vrai avec les moteurs continus, mais c'est faux avec les moteurs brushless.
Dans les moteurs brushless, la vitesse dépend uniquement de la fréquence qu'envoie le contrôleur au moteur. La tension n'aura d'effet que sur la puissance.
Le bridage mécanique des moteurs brushless est donc impossible puisque pour augmenter la vitesse max de rotation, il suffit de changer l'électronique (en supposant bien sûr que la mécanique résiste).

De toutes façons, si on dépasse 40 km/h de vitesse sur le plat, on pompera beaucoup trop sur les batteries, et on ira pas loin!

Je pense d'ailleurs que nous ne seront pas les seuls à acheter un Bafang, seul moteur pédalier courant, fiable et paramétrable (non limité à 25 km/h).


Qu'en pensez vous?

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We leave, Christine and I on a recumbent  tandem.
I am in the process of thinking about the type of engine to choose: wheel motor or pedal motor.

The wheel motor is simpler but has a major disadvantage: when ascending the yield collapses. Over a montain pass this one can go below 25%!

The pedal motor allows you to always stay close to the nominal rotation speed, where the efficiency is the best (more than 75%).
It makes a big difference.

That's why we are going to opt for the pedal engine.

But before ordering the Bafang BBS02 crankset engine (which seems the most common and the most reliable), I reread the paragraph concerning the max speed in the regulations:

Extract of the regulations:
"[i] The motorisation chosen must not be able to assist the bicycle above 45 km / h at the rated voltage of the batteries, by construction." Due to the risk of fraud, electronic clamping is not possible. not an acceptable way to limit the maximum speed [/ i] "


Except I did some calculations again:

Max Bafang motor rotation speed: 130 to 150 rpm (cf spec Bafang BBS02 750W)
circumference wheel 26 ": ~ 2010 mm
Ratio large chain ring / small sprocket: 46/11 = 4.1818

1 pedal rotation is ~ 8.405 m
At 150 rpm it makes us 150 x 8.405 = 1260 m / min

Be: [b] [u] 75.65 km / h [/ u] [/ b]!

We are far from the 45 km / h allowed!

If I want to stay below 45 km / h, I can reduce the big chain ring, and put 27 teeth only.
That means we will have to pedal at 150 rpm to reach 45 km / h, which we are absolutely unable to do.
We pedal slowly Christine and I, generally at 70 - 75 rpm, very exceptionally at 90 - 95.

[b] With a 27 teeth we would have 5m of development, and therefore a maximum speed at 75 rpm of 22.5 km / h [/ b]!
Canton will remain a dreem!

Another very good solution would be to change the reducer of Bafang (1: 21.9), against a 1: 36 for example,
but impossible to find!

When reading the suntrip regulation, it seems as if it is enough to lower the battery voltage to reduce the max speed.
It was true with DC motors, but it's wrong with brushless motors.
In brushless motors, the speed depends solely on the frequency that the controller sends to the motor. The voltage will only have an effect on the power.
[b] [u] The mechanical clamping of brushless motors is therefore impossible [/ u] [/ b] since to increase the maximum speed of rotation, it is sufficient to change the electronics (assuming of course that the mechanical resists).

Anyway, if we exceed 40 km / h speed on the flat, we will pump far too much on the batteries, and we will not go far!

I also think that we will not be the only ones to buy a Bafang, the only current, reliable and configurable pedal engine (not limited to 25 km / h).


What do you think?

Guillaume Devot devrait être en mesure de te donner une réponse officielle.

Je fais part de quelques remarques à partir de l'expérience accumulée depuis la construction de mon premier prototype de vélo solaire en 2014.
Je pense que le véritable problème n'est pas là, théoriquement ton calcul est juste, en réalité les choses ne se passent pas tout à fait comme ça :

• 150 rpm, c'est la vitesse théorique à vide, en charge, c'est à dire dans la plage comprise entre le point du couple maxi et le point de la puissance maxi on doit plutôt se situer entre 100 rpm et 120 rpm.
  
• Je ne connais pas beaucoup de cyclistes capable de tourner longtemps les jambes à plus de 100 rpm.  Considère plutôt ta cadence naturelle de pédalage (70, 80 ou 100 rpm) pour faire tes calculs.
  
• La consommation est proportionnelle au carré de la vitesse, même avec la plus grande surface de panneaux autorisée et le meilleur ensoleillement possible impossible de rouler "longtemps" à ces vitesses folles   .
  (Pour information, l'énergie récupérée sur une journée bien ensoleillée est comprise entre 5 et 6 fois la puissance installée
  par exemple pour 400 Wc exposé, la production journalière sera comprise au mieux entre 2000 et 2400 Wh)
  

Au retour du Suntrip 2015, j'ai modifié les rapports de transmission de ma "Libellule" pour effectuer des tests de consommation :
Je précise que je n'avais aucun bagage et que je ne pédalais pas, je pense qu'ils sont assez parlants pour percevoir que même à la vitesse maxi autorisée (45 km/h) la consommation est bien supérieure à la production.
Seuls les vélomobiles consomment suffisamment peu pour être en situation d'équilibre à ces vitesses là.
Ci-dessous le tableau de mes relevés effectués sur une route parfaitement plate et sans aucun vent. lien vers l'article sur mes Test consommation

la vitesse a vide d'un BBS02 en 48v est plutot au alentour de 110rpm , avec un plateau de 38D cela donne: 45km/h

petit conseil ne comptez pas que sur le BBS pour le sun trip  , doublez votre motorisation .... ( le bbs ne servira que dans les  grosses montées  comme ça  ;-) )


autre info , si sur les moteur bruschless le vitesse est fonction de la tension batterie  ..... avec un meme controleur  la vitesse est propotionnele a la tension batterie!

c'est pour ca qu'on parle de rpm/volt pour les moteur bruschless ;-)

edit:  j'ai verifié sur un bbs 02 48v les rpm/volt sont a 2.75  soit 132rpm sous 48v .....

Guillaume Devot a écrit:
petit conseil ne comptez pas que sur le BBS pour le sun trip  , doublez votre motorisation .... ( le bbs ne servira que dans les  grosses montées  comme ça  ;-) )

Pour quelle raison?
Fiabilité?
Rendement?

Guillaume Devot a écrit:la vitesse a vide d'un BBS02 en 48v est plutôt au alentour de 110rpm , avec un plateau de 38D cela donne: 45km/h

edit:  j'ai vérifié sur un bbs 02 48v les rpm/volt sont a 2.75  soit 132rpm sous 48v .....

132 rpm pour 45 km/h, cela nous donne 31 dents maxi sur le grand plateau!

J'ai l'habitude de rouler, comme la plupart des cyclistes,  avec des plateaux 30/39/50, sur mes vélos sans assistance. et sur le plat, je passe assez souvent le grand plateau.
Je tourne généralement entre 65 et 90 rpm et je n'ai jamais réussi à dépasser 95 rpm.

Et ne me vois pas faire 12000 km avec seulement un petit plateau (30D ou 31D)!

Que peut on envisager d'autre?

Lors du STT cet été, une participante (une des belges, je pense) avait deux moteurs roues : un réducté et un direct, et un contrôleur qui gérait les deux. Dans les côtes, elle privilégiait le réducté et le reste du temps le direct. Je n'en sais guère plus, je ne me suis pas intéressé outre mesure à la solution vu que les vélos ne peuvent avoir qu'un seul moteur. Par contre, vous en tandem, pouvez en utiliser deux.

Je ne sais pas si c'est la solution, mais je l'ai vue disparaître dans une côte pendant que mon petit moteur direct faisait bzuu bzuu et n'avançait guère. Je roulerai cette fois avec un Ezee réducté, je l'ai essayé lors de mon test sur le longabike, c'est efficace.

pour commencer il n'y a pas de moteur idéal mais une motorisation adapté au cahier des charges ..

les problème  que l'on peut avoir sur une assistance sont  souvent  de causes mécaniques , donc j'essaye de réduire au maximum les pièces mécanique ...

dans votre cas particulier ( pour info nous avons fait le ST2013 sur un tandem nazca )  et par notre expérience je partirais avec un BBS et un direct drive   , pour plusieurs raisons :
* un seul direct direct peut etre un peu juste sur certaine cote  ( > 7/8%) même si on a finis 5eme le ST2013 avec 165km de moyenne /jour
*un seul BBS va etre très sollicité  pour un tandem  ( j'ai monté 500 BBS  et les casses mécanique peuvent apparaitre a partir de 10000km ou moins )
* le direct drive va vous apporter un frein regeneratif  (c'est pas du luxe sur un tandem )


concernant les rpm a vide du BBS02 je vais en discuter avec la team .

Guillaume Devot a écrit:
par notre expérience je partirais avec un BBS et un direct drive  

Mais ça rajoute 5 à 8 kg de plus et pas mal de filerie...

tout est histoire de compromis  ,  a refaire le ST en tandem  je partirais dans cette config ( et c'est la config qui va être utilisé par d'autre tandem )  cela reste mon opinion a vous de voir ...

si vous voulez vraiment partir avec un seul moteur partez sur un direct drive ....

petite mise a jour concernant la question sur les RPM moteur et le reglement :

pour les moteur pédalier nous avons décidé de faire le contrôle de vitesse max a un cadence pédalier de 100rpm

autre remarque qui peut servir ceux qui sont encore a la conception de leur assistance :

le moteur BBS ne fonctionne pas avec un vélo  ( souvent sur les tandems ) avec  la chaine a gauche , en effet si cela fonctionne avec la pédalage humain  ce n'est pas le cas avec la mise en route du moteur , celui-ci n'entrainera pas le plateau a gauche ( roue libre entre plateau droite et manivelles ) et si il vous prend l'envie de bloquer cette roue libre  vous ne pourrez arrêter le pédalage donc arrêter le moteur ...





javais fais une modif sur un BBS ( changement de sens de rotation moteur et des deux roue libre ) pour avoir le plateau a gauche mais jamais testé sur du long terme ...

Merci Guillaume pour ces précisions...

http://velophil.berlin/service/umrechner-schaltungen/

J'ai calculé que pour respecter les 100tr/min à 45/kmh  la plus grande vitesse ne doit pas depasser plus que 753cm par tourne des pédales.

(45kmh= 12.5m/s            100tr/min= 1.66 1/s

alors on a a divider 12.5/1.66=7.530m)

dans le lien on peut mettre les donnes de son vélo et on voit combien de centimetres on avance avec une tournée du pedal dans les vitesses. Ca veut dire que on peut jusque calculer

Brief in english:

I calculated to keep the 100tr/min on the crank at 45kph, you are allowed to go no more than 753cm in your fastest gear at each crank turn. The tool in the link gives you  the distance in cm that one crank turn gets you ahead. so middrive motor users can figure out their settings.