Electrification de trottinette

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Projet

Cette page n'est pas forcément en forme mais l'essentiel est là, me demander si besoin de précisions et j'actualiserai. Après 1000 km fait avec, ça fonctionne toujours aussi bien malgré une vis qui a démissionné et entraîné un accident... Attention au serrage !

Participants

Statut

Terminé.

Présentation

Electrification d'une trottinette Tomasini, parce-que :

  • Ca permet d'aller bosser sans transpirer sur le vélo l'été
  • Juste pour le fun !

Features

  • Électrification non destructive, pour pouvoir revenir en arrière si besoin (pas de trous...)
  • Éclairage
  • Utilisation des leds WS2812B pour frein/clignotants ?
  • Eventuellement changement des freins selon la vitesse atteinte


Choix de la trottinette

Au hasard ! Je surveillais leboncoin depuis un moment en cherchant une trottinette abordable avec grandes roues et pneus gonflables. Du coup :

  • 10 kg
  • Roues 16x1.75 pouces
  • Garde boue arrière
  • Freins à patins
TotinetteTomasini.jpg

Pour info elle a été fabriquée à Annecy dans les années 90, certains modèles étaient surprenants par exemple avec un side-car.

Théorie

TBC - Insérer le tableau Excel Simulateur

Je n'ai pas calculé les forces nécessaires mais le ressentit du simulateur me fait partir sur un besoin moyen de 20 N.m (surement très surestimé)

Comparaison des diférents types de moteurs

Moteurs avec transmission

L'idée initiale était d'utiliser un moteur brushless de type "in-runner" de 500W de récupération. Beaucoup de choses sont faites à base de moteurs RC+chaîne mais l'intégration sur la trottinette n'est pas évidente, et souvent invasive.

  • Pour :
    • Changement de la démultiplication facile
    • Changement de la puissance du moteur assez facile
    • Eventuellement usage d'un dérailleur
  • Contre :
    • Intégration propre difficile sans être invasif
    • Chaine apparente, carter difficile à mettre en place
    • Bruit de la transmission

Caractéristiques du moteur de récupération : 540W, 5400 rpm@24V.

Le problème de mon moteur est que le diamètre du rotor est du 1/2 pouce, ce qui rend les pignons difficiles à trouver. De plus, la vitesse demande un très gros ratio de réduction (16,5). Cette solution pourrait-être la moins couteuse mais je n'arrive pas à trouver de pignons à la bonne taille.

Moteurs à friction

Qui n'a jamais rêvé d'avoir un Solex ? (Pour les jeunes qui n'ont pas eu cette chance ;) )
Le problème c'est que le galet glisse, dur à intégrer à cause du garde boue. (TBC - lien Meuh cyclurba)

Moteur roue

Discret, réducté ou non, facile à intégrer mais le coût n'est pas le même.

  • Pour :
    • Intégration mécanique
    • Esthétique (selon le moteur choisi)
  • Contre :
    • Il faut changer le moteur complet pour changer ratio puissance/couple
    • Potentiellement du rayonnage à faire
    • Prix pour avoir un moteur rapide et coupleux

'Réductés

En général le couple est plus grand, il y a quasiment toujours une roue libre intégrée mais les pignons sont régulièrement en nylon donc il y a un risque d'usure assez rapide si le moteur chauffe. Un peu plus de bruit lié à la réduction.

Direct drive

Souvent moins de couple mais forcément moins d'ennuis mécaniques. Pour une utilisation en vélo la régénération est possible du fait de l'absence de roue libre (pas essayé)

Après essai, le fait qu'il n'y ai pas roue libre n'est pas du tout gênant, on sent un peu le ralentissement lié aux aimants du moteurs/bobinage mais on peut tout à fait pousser sans être ralenti ni risquer de dérapage si le moteur n'est pas alimenté.

Réalisation

Choix du moteur

Après quelques recherches de moteurs+jantes je me suis arrêté sur les moteurs ci-dessous dans un budget "raisonnable".

(insérer tableau)

Je n'ai pas vraiment d'avis concernant un moteur direct drive ou non, les deux ont des avantages et inconvénients.

Critère d'élimination :

  • MagicPie et eLeafBike: Le moteur est intégré à la roue 16", ce qui implique une utilisation difficile sur un autre projet/revente => non
  • Le Q100 est réputé mais un peu faible, éventuellement en mettre deux mais le prix grimpe.
  • Le Q128 est plus puissance selon le constructeur mais il a mauvaise réputation.
  • Pour les deux QXXX, impossible de trouver des données vitesse/couple/puissance même en demandant à BmsBattery => A priori non

Il reste le SmartPie, peut-être un peu faible (171rpm@36V / 239 rpm@48V) et un peu plus cher mais il est discret et rayonnage sur un autre roue au besoin. De plus le contrôleur est intégré et programmable, ce qui ferait remonter le prix sur les QXXX.

Il est aussi possible de prendre un moteur et le faire rayonner TBC

Moteur choisi

Problèmes logistiques

Je suis finalement parti sur un SmartPie pour son "élégance" : le contrôleur étant intégré il n'y a beaucoup moins de spaghettis à cacher et la réputation de GoldenMoteur par rapport aux QXX que je ne pourrais pas aider en pédalant.

Du coup je l'ai pris chez Devi-Motion qui devait l'avoir en stock, et le vendeur étant en Hollande les droits de douane déjà sont inclus. Mais pas de chance, ils n'en avaient finalement pas en stock et m'ont envoyé une "alternative" plus puissante. Sauf que ce moteur n'a pas de contrôleur intégré, est moulé dans la jante, utilise des pneus plus larges...

Les discutions avec eux n'ont mené à rien pour le moment, j'ai "juste" réussi à obtenir après trois semaines de discutions qu'ils me remboursent la différence ce qui parait un minimum mais ne les gênais pas. Donc je ne les recommande pas du tout !

Montage

Ils m'ont donc envoyé le GoldenMotor MW16B, qui serait un ProKit 901 intégré dans une jante.
Pour info les pneus recommandés sont non standards, 16x2.25 ou 16x2.5 ce qui est presque introuvable. J'ai mis des 16x2.125 trouvé chez VivrAVelo, le seul vendeur qui en a en stock sur Grenoble.

Le gonflage a été une bonne partie de plaisir aussi : Il y a 2 mm entre la valve et le moteur donc il est impossible de passer une pompe. J'ai réussi avec un embout coudé en forçant pour l'enlever, sinon on m'a indiqué des chambres à air avec valve coudée.
Ensuite il a fallu faire passer la roue dans le garde boue ce qui n'a pas été simple non plus mais les pièces de Meccano sont d'un grand secours :)

Une fois cette roue plutôt destinée aux scooters montée, le contrôleur se câble facilement suivant le schéma mais la mélasse de câbles est pire que prévue, il y a:

  • Contacteurs de freins (x2)
  • Régulateur de vitesse
  • Klaxon
  • Bouton du klaxon
  • On/off pour des lampes ou la marche arrière
  • Accélérateur de pouce
  • Capteurs à effet hall
  • Les 3 phases du moteur

Pour le moment j'ai tout mis dans un tupperware (pas de soucis de chauffe du contrôleur) mais je ferais quelque chose de plus propre.

TrottinetteAvecMoteur.jpg

Programmation du contrôleur

A mettre en forme

  • Pas de régénération pour le moment (frein magnétique) car je n'ai pas de contrôleur sur la batterie
  • 18 A max en continu et 22 A en crête (moins de 10 sec)
  • Temporisation de l'accélérateur réglé à 90%, voir l'impact

Utilisation

C'est fun ! La puissance supplémentaire (1000 W vs 450 W) joue surtout sur le couple, donc y'a de la patate au démarrage :)

Du coup les côtes se montent vraiment très bien, la vitesse sur le plat est aux environs de 30 km/h ce qui est stable sur la trottinette mais je n'irais pas plus vite.

Le régulateur de vitesse fonctionne mieux au dessus de 15/20 km/h ou alors sous les 6 km/h. Ce n'était pas du tout dans mes critères de choix mais au final c'est une très bonne option qui permet d'éviter de rester appuyé en permanence pendant les 10 mins de piste cyclable.

Consommation

À étoffer

Sur les 10 premiers voyages environ 2350 mA pour 9.7 km. Ce qui fait environ 11,5 Wh/km...Imbattable :)

Taille de la jante

Il y a visiblement deux normes pour les jantes 16", le diamètre est de 305 ou 349mm, le problème c'est qu'aucun constructeur/distributeur contacté n'est capable de dire ce qu'il vend. La discussion apparait rarement sur les forums. La seule info trouvée pour le moment c'est que le MagicPie est en 305mm et que les QXXX sont du diamètre "petit" (mais sans valeur)

Batterie

Tension

Globalement : Plus y'a de volts, plus c'est cher mais plus y'a de vitesse max ! Donc ça dépendra du moteur choisi

Capacité

Je suis parti "au hasard" et à l'unité pifométrique sur du 5A, donc 3,5A utilisable pour ne pas abimer la lipo.

Technologie

LifePo, HeadWay ou Lipo… Je ne me suis pas trop intéressé à cette partie : les deux premières technologies sont très orientées vélo électrique donc avec plus de capacité que ce qu'il me faut=> très cher. Du coup je pars sur du Lipo que je connais et pour lequel j'ai déjà des chargeurs.

Électronique/Electrique

Firmware

À faire

Photos

Liens