Vélomobile à assistance électrique : pour un impact écologique vraiment réduit

https://www.wedemain.fr/Le-velomobile-80-fois-plus-efficace-que-la-voiture-electrique_a954.html

0,7 kWh /100...
en 5 min sur une borne 50 kW, on pourrait regagner 595 km d'autonomie, il suffirait d'une batterie de 4,2 kWh.

Aucun problème pour utiliser du sodium-ion pour ce cas.

J'ai un tricycle avec assistance elec, comme celui-là mais sans carrosserie (1 000 € d'occase si je me rappelle).
Trop rigolo d'être à 20 cm du sol, comme sur un kart ! Et en +, on fait du sport !

Un simple moteur 24 V sur roue AR, alimenté par une batterie 10Ah et un contrôleur 36V, me permettait de m'aider éventuellement jusqu'à 40 km/h pendant 35 km.
Et comme on va aussi vite que les voitures en ville, elles ne s'énervent pas trop donc moins de risque. Si, un petit souci, c'est le danger d'être invisible derrière les voitures, fanion obligatoire

C'est celui-ci : https://www.industrialbicycles.com/tw-bent-artifice

génial !

J'ai roulé avec celui-ci : https://www.catrike.com/expedition avec un kit élec 48 V débridé (42 km/h sans pédaler).
Ça n'a duré que quelque mois. J'ai failli passer à la trappe plusieurs fois. Maintenant je ne fait même plus de vélo, trop dangereux.

Joli joujou, mieux fini que le mien
Moi non plus, je n'en fais plus car ce serait compliqué : il y a 5 ans, je pouvais faire du velotaf 2x25km (en 2x40min) par jour l'été, sur une chouette route peu fréquentée. Mais ma boite a bougé, puis j'ai déménagé, bref maintenant il faudrait que je fasse 2x45km sur une nationale blindée, juste à hauteur des gaz d'échappement : trop long et beurk...
Mais je continue à faire du vélo couché (d'appartement !) : 5x1h par semaine pour rajeunir

je fais pas mal de vélo, le plus faux cul c'est la communication des mairies sur des centaines de kilomètres de pistes cyclables réalisées chaque année qui ne sont en fait qu'un pointillé blanc d'un seul coté d'une rue, parfois en contre sens, il n'y a rien aux intersections. C'est de la poudre aux yeux créée par des gens qui ne font pas de vélo. Faire du vélo est très dangereux et malheureusement les cyclistes sont vraiment les moins prioritaires sur les routes

A vrai dire je cherchais plus une voiture electrique minimale qu'un vélo augmenté. En particulier avec un carénage fermé pour être à l'abri des élements . On  pourrait même envisager un petit chauffage à huile végétale brute en hiver. Il faudrait que la vitesse autorisée monte au moins à 50 km/h, et du coup il n'y aurait pas lieu de confiner ce genre de véhicule à la piste cyclable.

Idéalement 80 km/h, pour permettre les longs trajets par nationale, au ras du sol ça devrait donner une impression de vitesse assez forte, peut être trop. Et on ne sera sans doute plus à 0,7 kWh/100.

Mais c'est vrai que point de vue sécurité il faudrait envisager un futur où les contraintes énergie/CO2 seraient telles que ce genre de véhicule serait obligatoire pour tout le monde, pour qu'on puisse l'utiliser dans de bonnes conditions.
Ou alors peut être avec les interdictions de véhicules standard en centre ville.
Au travail il y a un "club" qui pousse pour le développement du vélo, mais l'aspect sécurité m'a toujours bloqué, en particulier à cause mes petites routes de campagne où il  y a à peine la place de croiser deux voitures. Et puis ça me fait tout de même 40 km par jour pour le trajet domicile/travail.

Et puis pour les familles nombreuses, il faudra aménager un peu. Peut être avec des wagons, chacun étant équipé de son moteur et d'une batterie... Et pour les vieux , c'est vrai que ce ne sera pas facile d'entrer et de ressortir.

Le lien sur le magazine lowtech développe pas mal d'idées intéressantes. en particulier la masse de l'ensemble est dominée par celle du conducteur, donc l'énergie est vraiment dépensée à le déplacer lui plutôt que le véhicule lui-même. Et la recharge par panneaux solaires, éventuellement embarqués, ne serait plus utopique.

En cas de batterie vide, on peut toujours pédaler, en cas d'embourbement on peut facilement soulever le véhicule, maintenance facile, etc. Et probablement envisageable en kit à assembler soi-même. Pour réaliser soi-même à partir de rien, il y aura sûrement des problèmes de certification, par contre.
En terme de cout de possession ça devrait sûrement aussi battre des records, surtout si une construction en grande série permet d'abaisser le prix de vente.

Bien entendu on trouve plein de vidéogrammes sur le sujet, mais un peu moins sur les modèles à assistance électrique.
Dans celle-ci le pilote atteint les 70 km/h sans aucun moteur, et un carénage même pas fermé.
Finalement les 80 km/h en électrique ne sont peut être pas irréalistes (je veux dire sans recourir à un engin aussi costaud que celui qui fait du 110 dans le lien initial, et qui semble déjà bien au delà du point optimal, d'après les specs disponibles)

https://www.youtube.com/watch?v=09SqmOGhuhU

En tous cas on dirait qu'il  y a du savoir-faire au Mans, il va falloir que j'aille enquêter un peu.

A 0,7 kWh/100, si on considère qu'une batterie type nouvelle zoe donne 50 kWh pour 300 kg, il faudrait 4,2 kg de batterie pour 100 km d'autonomie, à priori à 50 km/h.

Si on part des 23 km de l'engin montré dans le dernier lien, on atteindrait les 300 km avec 12,6 kg, ce qui donnerait encore un poids normal pour ce type d'engin. Et si on se rappelle qu'avec le conducteur le poids atteint ou dépasse les 100 kg, l'augmentation relative de poids due aux batteries n'est pas si grande, pas au point de transformer radicalement les performances.

mon velo a une batterie 36v de seulement 8.5 ah
elle ne pese que 2.5kg
mon trajet boulot fait 23km allé retour
il y a pas mal de cote et je n'utilise l'assistance qu'en montée en niveau 3 (sur 5 niveau)
dans ces conditions je pourrais faire 2 fois l'aller retour et il me resterait encore un peu d'énergie.
cela fait des années que je fais ce trajet 3 jours par semaine uniquement .les 2 autres jours je me fais aussi plaisir avec mon VE
tout ca pour dire qu'en VAE il n'y a pas besoin d'une énorme batterie a moins d'avoir un trajet allé retour de plus de 50km

Comme quand je vois qu’avec mon mini segway je peux faire 25 km ( usage loisir ), sans pédaler, je me dis que la motorisation électrique est magique, ou que l’être humain est d’une piètre efficacité. Big Up aux bâtisseurs des pyramides ( s’ils n’ont pas été aidés par des extraterrestres... )

allien theorie

J'ai voulu évaluer la consommation à 80 km/h en recherchant une autonomie de 300 km.

j'ai trouvé une consommation à la prise de 0,64 kWh/100, plus de 24 x meilleur que la Zoe.
Une batterie de 1,7 kWh d'une masse de 10,2 kg
Recharge possible en 2mn30s à 50 kW si techno batterie rapide.
Un moteur de 361 W de puissance mécanique suffit sur le plat,
mais il faut presque 3 kW si on veut maintenir la vitesse sur une pente à 10%
Et tout cela sans tirer parti des pédales, qui restent disponibles pour un apport complémentaire d'énergie.

Détail du calcul:
Je me suis basé sur le Milan  MK2 qui semble être un des meilleurs :

http://mission-milan.de/techdat.htm
150 W à 50 km/h = 13,89 m/s
200 W à 60 km/h = 16,67 m/s
Poids 32,5 kg.
Il s'agit de puissances mécaniques pures, fournies au pédalier.
Il peut transporter une charge totale de 120 kg.

Pour un pilote de 70 kg, cela laisse 50 kg pour le moteur et les batteries.


On peut alors écrire un systèmes de deux equations à deux inconnues de la forme:
P = aV^3  + b V

a.2680 + b.13,89 = 150
a.4632 + b.16,67 = 200

a = 1,41.10^(-2)
b = 8,07

Une application directe pour V= 80 km/h = 22,22 m/s donnerait
P = 335 W.

Posons cependant la condition d'une autonomie A = 300 km, pour être comparable à une Ze40.

Il faudra rajouter au Milan de base un moteur et des batteries, ce qui en augmentera la masse.

Or, le coefficient b est en réalité proportionel à la masse
b = kM
Si on suppose les mesures faites avec un conducteur de 70 kg plus machine 32,5 :
k = 8,07 / 102,5 = 7,88.10^(-2)

Dans la configuration VE, j'aurai une masse "plancher" M0 constituée du Milan,
du conducteur, et du moteur électrique, et une masse m de batterie à ajuster pour
tenir l'autonomie : M = M0 + m

J'ai vu un kit pédalier/moteur de 750 W à 4,2 kg, prenons 5 kg.
M0 = 32,5 + 70 + 5 = 107,5

J'ai vu un rendement de 0,85 pour un moteur d'environ 1000W à cumuler avec un rendement
de décharge de batterie de 0,95 pour donner r = 0,8.

Vu de la batterie, il faudra donc tenir une puissance électrique Pe = P / r.
Il faut maintenir cette puissance pendant le temps de trajet t = A / V
Si la batterie a une densité d'énergie gravimétrique Bd (en J / kg)
Il lui faudra une masse
m = Pe x t / Bd = P x A / (r x V x Bd)

La masse de l'ensemble deviendra M = M0 + m = M0 + P x A / r x V x Bd
Et la puissance nécessaire
P = a.v^3 + k (M0 + P x A / r x V x Bd )V = a.V^3 + k.V.M0 + k.P.A/r.Bd

-> P = (a.V^3 + k.M0.V)/(1 - kA/(r.Bd))

Avec la technologie Ze50, il faut 300 kg de batterie pour 50 kWh environ soit
Bd = 50 x 3600000 / 300  = 600 000 J/kg

Si A = 300 km = 300 000 m à 80 km/h = 22,22 m/s:

P = 154,8 + 188,2 / 0,95 = 361 W de puissance mécanique.

Il faut alors une masse de batterie m = 10,2 kg, qui représente 1,7 kWh de capacité.

Si on suppose un rendement de charge de 0,95 (chargeur) x 0,95 (batterie) = 0,9
Il faudra tirer à la prise 1,9 kWh.

Cela représente une consommation à la prise de 0,64 kWh/100.
Le tableau de foly-vi donnait pour la Zoe 13,5 kWh/100 à 80 km/h, derrière la batterie, soit environ
15,78 à la prise (0,95 x 0,90), on est donc plus de 24 fois meilleur.

Si on dispose d'une technologie de batterie à recharge rapide il faudrait:
2min30s à 50 kW  : 27 C
5min45s à 22 kW : 12 C
Et, même avec la technologie actuelle:
1h10min à 1,8 kW sur prise standard : 0, 95 C (pour 300 km !) . Toute prise domestique devient une borne rapide...

j'ai pris 10% de plus pour tenir compte du ralentissement en fin de charge.

Si par contre on demande à pouvoir conserver le 80 km/h dans une pente à 10 % (p = 0,1 environ)
Il faudra alors une puissance supplémentaire P = MgVp = (107,5 + 10,2) x 9,81 x 22,22 x 0,1 = 2566 W
Donc au total un moteur pouvant fournir 2927 W.
S'il s'agit d'une suite de petites montées entrecoupées de descentes équivalentes, ça ne changera que modérement les résultats precédents à condition d'etre équipé pour la régénération.

Il reste encore presque 35 kg pour les bagages, mais cela dégradera un peu les résultats si on les utilise (enfin il y a de la marge).

L'augmentation de la masse mobile par rapport à la version non électrique serait de (5 + 10,2) / 102,5 = 14,83%.

Les utilisateurs indiquent qu'il n'y a pas besoin de chauffage en hiver, mais ça c'est quand on pédale.

En traction électrique, on pourrait envisager un petit chauffage à huile végétale brute, relativement neutre en carbone, qui ne tirera pas sur la batterie. Evidemment ça ajoute une consommation d'énergie, même si non électrique. Mais ça peut être renouvelable si les plantes à huile sont cultivées dans de bonne conditions (tracteurs également alimentés à l'huile produite par exemple).

A noter que si tout le système électrique est dans l'habitacle, ses pertes n'en seront plus puisqu'elles participeront au chauffage (modestement il est vrai).

On peut aussi emporter quelques bouillottes, à remplir à nouveau d'eau chaude lors d'arrêts dans des stations-services VE !

Jakdenon a écrit:allien theorie

j'ai toujours pensé qu'un moteur électrique placé au banc à côté d'un moteur thermique ferait figure de technologie extra-terrestre en comparaison : démarrage autonome instantané sans vibrations, sans fumée, sans odeur, sans bruit à part un petit sifflement de soucoupe volante, peu de chaleur, pas d'entretien, rendement proche de la perfection, comportement supérieur du couple même à vitesse nulle, pas de fluides, "polycombustible" universel, utilisable dans le vide, l'espace...

88 km/h en Milan SL :
https://www.youtube.com/watch?v=4IHIdGVGKdI

Et ici une pointe à 104 en descente:
https://www.youtube.com/watch?v=v051nLRqDnU

Merci pour tes calculs!
Comme quoi, très bas et dans un "suppositoire", on a besoin d'une faible puissance

Juste un point : Franchement, pour avoir fait du 70 km/h en descente (sans carénage aussi), je me dis que du 80 km/h à 20-30cm du sol (et avec une protection faible genre cuir de motard ?), ferait peur à +50% de la population

Il faudrait calculer pour 50km/h sur des voies sans voiture (avec la possibilité de pédaler pour accélérer/se tenir chaud) et ce serait super !

Je ferais peut être bien partie de ces 50%, j'essayais de me rendre compte avec les vidéos, mais ça ne remplace pas l'expérience sur le terrain.

A 50 km/h cela donne, toujours pour une autonomie de 300 km (6h de route) :
Besoin d'un moteur fournissant 163 W de puissance mécanique sur le plat
Batterie de 7,3 kg, de capacité 1,22 kWh.
1,37 kWh tirés à la prise pour la charge , d'où une consommation de 0,46 kWh/100.
12% de masse en plus par rapport à l'ensemble mobile non électrifié.
Moteur de 1,73 kW si on veut maintenir les 50 km/h sur pente de 10%

Pour les 50 %, c'est aussi fonction de la tranche d'âge dans laquelle tu te situe :
- Jeune tu n'as pas la même notion du risque, donc proche de 0 % --> j'ai souvenir d'avoir doublé, à vélo, les (rares, à cette époque) voitures et camions dans des descentes de col en roulant à plus de 80 km/h (compteur et, pour les puristes, vélo monté en 54/11) et me prenant des "gamelles" mémorables.
- plus âgé --> quand tu vois le début de la descente, tu commence à serrer tout ce que tu peux (sûrement l'effet mémoire   , donc proche des 100 %), et la mécanique du corps ayant souffert des excès passés, refuse de suivre le rythme, tout simplement.

163w ?
Donc ca veut dire qu'un moteur homologué actuel (250w) suffirait s'il pouvait dépasser les 25 km/h. Cool !

C'est assez cohérent avec les 150w à 50 km/h annoncés pour le modéle de base sans le poids supplémentaire du moteur et de la batterie.

Mais attention aux pentes. Si le moteur  est limité à cette puissance de 163W, ma fameuse grimpette à 10% ne se fera au mieux qu'à 4,8 km/h, et 7,4 km/h à 250.

Je ne sais pas d'ailleurs si les moteurs montés sur pédalier bénéficient des changement de vitesse de la mécanique du vélo.

Exactement comme le pédaleur en bénéficie par un effort moindre à appliquer .

Fort bien.
Si on veut aller plus vite en montée ll faudra pédaler, sachant qu'une personne non entrainée doit pouvoir 150W de façon durable et 250 w avec entrainement, ajouté à la puissance du moteur légal de 250W on aurait 400 à 500W.
Mais j'espère bien que si l'usage devait se répandre, on pourrait faire bouger la loi. Pour les vélos, il y a la classification "speedelec" qui permet d'aller à 45 km/h, avec des contraintes différentes.

Je me dis qu'à côté de ce genre d'engin, la Zoe fait un peu figure de Hummer.

Il est certain qu'elle assure des prestations de plus haut niveau, mais qu'est-ce qui justifie vraiment un facteur x25 sur la consommation et la taille batterie?

- Plus d'éléments liés à la sécurité : robustesse, entraxe large permettant une meilleure stabilité, airbags, ceinture, ABS, jeu égal avec la moyenne des autres véhicules du traffic...Mais d'un autre côté 30 fois plus de masse et donc d'énergie cinétique mise en jeu dans les chocs.
- confort par rapport aux défauts de la chaussée via de gros pneus et amortisseurs : je ne sais pas ce qu'il est possible de faire à ce niveau avec les roues et amortisseurs de vélo
- possibilité d'être deux de front : mais le conducteur n'est pas vraiment censé se tourner vers son passager pour lui parler
- possibilité d'avoir 5 passagers, ce qui réduit le facteur à 5 également, mais cela reste encore non négligeable, et même une famille ne voyagera qu'une partie du temps dans cette configuration. J'imagine que l'on pourrait allonger le vélomobile pour mettre plusieurs personnes l'une derrière l'autre. Cela ne devrait pas trop dégrader l'aérodynamisme, cela augmentera bien sûr le poids, mais en terme d'énergie par passager, pas sûr qu'on y perde.
- possibilité de rouler à 130 km/h : cela ferait sans doute partie des choses à abandonner à titre de compromis. D'expérience, je constate que l'on peut voyager loin à 80 km/h en restant dans des limites acceptables
- plus de place dans le coffre : il faudra apprendre à voyager léger. Dans le cas du matériel associé aux jeunes enfants, peut être qu'une version allongée pourrait prévoir plus de place dans le coffre (mais en longueur, guère en largeur).