A votre avis, que dois je regarder pour tirer ça au clair ?

Comment çà fonctionne, les calculs de puissance, d'aérodynamique etc.
Vous pouvez tout demander et poster ici concernant la traction électrique en générale.

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voitric
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Message par voitric » sam. 02 04 , 2011 8:55

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Message par filomat » sam. 02 04 , 2011 18:26

ton moteur a une vitesse à vide de 620 rpm, il mange 19 ampères de plus à la vitesse de 550 rpm environ, où il délivre un couple de 21 Nm.

Pour une roue qui a une circonférence de 2m (roue de 26" de vélo par exemple) la vitesse qui correspond à ces 550 rpm est de 1100 mètres par minute soit 66 km/h

Pour cette même roue de diamètre 60 cm, la force de propulsion qui correspond à ce couple de 21 Nm est de 70 N, si le véhicule pèse 200 kg celà correspond à une pente de 3.5%

Ce n'est qu'à partir du moment où tu montes une pente de 2.5% (car le roulement des pneus absorbe l'équivalent de 1% environ) que ton courant dépasse 21 ampères.

La vitesse à vide de moteur correspond (avec cette roue de 26") à 620x2x60/1000=74 km/h

Pour faire le calcul exact il faudrait connaitre la circonférence de la roue (ici supposée à 2 mètres)

Si le moteur est bloqué contre un mur le fusible doit sauter, à moins que le controleur limite le courant à une valeur inférieure (en général les controleurs limites le courant, souvent à 15 ampères pour les vélos assistés).

Avec ces courbes de moteur on peut tout calculer son coefficient K est d'environ 1.3 volt/(rad/sec), soit aussi 1.3 Nm/A et sa résistance de bobinages R est 0.8 ohms environ.

Si le kit a été réglé à 420 trs/min alors qu'en 48 volts sa vitesse à vide est de 650 tr/mn c'est que le controleur a été bridé à un taux de pwm qui revient à affaiblir la tension de batterie à 48x420/650=32 volts.

A partir de ces deux coefficients K et R du moteur (1.3 Nm/A et 0.8 ohms), et de la circonférence de la roue et du poids du véhicule en charge on peut calculer toutes ses performances en fonction de la tension d'alimentation du moteur et de la pente du terrain.
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Message par filomat » sam. 02 04 , 2011 18:31

La référence pour ce genre de calculs est là :
http://www.ebikes.ca/simulator/

Les miens ne sont qu'approchés à cause des simplifications mais ils donnent les ordres de grandeur.
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Message par filomat » sam. 02 04 , 2011 19:46

Il s'agit donc bien du même moteur qui, d'après les spécifications a sous 48 volts une vitesse à vide de 650 rpm et que l'on a demandé de "brider" à 450 (ou 420) rpm en une version de 1000 watts et une autre de 2000 watts par le configuration du controleur vraisemblablement.

Pour le fusible de 21 ampères le controleur protège probablement à une valeur inférieure et donc le fusible extérieur ne déclenche pas (le courant ne dépasse pas 21 ampères).

Pour "brider" la vitesse le controleur a probablement un réglage de pwm max inférieur à 100% (ce qui revient à avoir une batterie de tension plus basse : en somme on a réglé la "butée" de la poignée d'accélération).

Mais alors dans ce cas on ne peut plus avoir la puissance de 2000 watts que l'on a avec une batterie de 48 volts sur les courbes de spécifications du moteur.

Je ne vois pas très bien ce qu'on pourrait modifier dans le controleur pour modifier la puissance, si ce n'est en effet la limitation de courant : Pour avoir 1000 watts avec une tension de 48 volts il faut un courant de 20 ampères, avec une tension de 48x450/650=33 volts il faudrait laisser passer 29 ampères et pour avoir 2000 volts il faudrait laisser passer le double soit 60 ampères, et il est probable que le controleur ne soit pas prévu pour (peut-être ses mosfet ne sont pas dimensionnés pour, bien qu'il existe maintenant des mosfet qui acceptent de laisser passer 100 ampères parait-il) ... Avec ces courants la batterie va vite se vider et l'autonomie va se réduire.
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Message par voitric » sam. 02 04 , 2011 20:07

Merci Filomat,

Mes roues font 520mm en diamètre soit 1,63mtres par tour c qui devait me donner +/- 42 kMh a 420 T/m et le véhicule fait 200 Kg a vide et 350 Kg en charge maxi
S'il fallait résumer: par rapport a mes moteurs, les caractéristiques du véhicule et en partant du principe que les controlleurs sont bien rêglés, que prendrais tu comme batteries de type gel/plomb pour equiper le véhicule et pour être certain qu'un seul pack pourra alimenter correctement les deux moteurs ?

Même question si le quad est équipé de LiFePo4 ?

Merci pour tout ces eclaircissements.
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Message par filomat » dim. 03 04 , 2011 6:10

pour monter une pente de 5% à la vitesse de 36 km/h =10 m/s(ce qui correspond à une pente de terrain de 3% si on retire ce qui est pris par le roulement des pneus et la résistance de l'air) il faut une puissance mécanique de
350x9.81x10x5/100=1750 watts.
Avec un moteur dont le rendement sera de 75% environ il faudra que la batterie débite 2300 watts environ.
Pour une tension de 48 volts celà correspond à 50 ampères environ.

Pour une batterie plomb gel qui décharge à 1C en continu il faudra une capacité de 50 ah (ce qui permet de rouler dans ces conditions pendant une heure donc autonomie de 36 km dans cette pente de terrain de 3%).

Pour une batterie lifepo4 en version qui décharge à 5C en continu (hypothèse moyenne, en pointe certaines peuvent aller jusqu'à 30C) on peut se contenter d'une capacité de 10 ah toujours en 48 volts mais alors l'autonomie sera réduite à 7.2 km.

Si on veut la même autonomie que le plomb en lithium il faut prendre la même capacité et alors le seul avantage de pouvoir monter plus vite des pentes plus importantes, ou avoir des accélérations plus fortes.

50 ampères en continu font déjà beaucoup comme intensité (bien que je n'ai pas l'habitude de ces fortes puissances), il faudrait peut être passer à des tensions supérieures pour pouvoir se contenter d'une intensité plus faible, ou se contenter d'une vitesse moyenne dans cette pente "moyenne" de 3% qui soit inférieure aux 36 km/h de mon calcul.

ps : pour la question initiale il y a quelque chose qui me gène dans les spécificattions du moteur, il me donne 48 volts pour 645 rpm soit 68 rad/sec et 49 Nm pour 39 A, donc 0.7 V/(rd/s) d'un coté et 1.25 Nm/A de l'autre et jusu'à présent sur tous les moteurs à aimants permanents que j'ai rencontré je trouvais la même valeur pour ces deux coefficents : donc ce ne serait pas un moteur à aimants permanents du type de ceux de nos vae et trottinettes ?
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Message par voitric » dim. 03 04 , 2011 8:20

Je pense que mes moteurs sont du même type que les moteurs à aimants permanents ds VAE. C'est en tout cas la spécialité de la boite qui me livre et si ls moteurs 1000W étaient dispo de suite, il a fallut plusieures semaine pour faire les 2000W qui n'étaient pas au catalogue..

J' ai demandé comment la vitesse de rotation avait été ajustée. Réponse:

Le moteur a toujours 644 T/m a vide. Le fabriquant a éstimé qu'avec le poids du quad sa vitesse serait limité a 45 Km/h. Il me demande en conséquence de prendre un relevé de Vmax dans la configaration actulle et de le leur communiquer afin d'ajuster les controlleurs suivants par rapport a cette donnée.

"The 644RPM is under no load, so if there is loading on the motor, it is not 644RPM. Since the factory do not have the quad to check it, they do it 644rpm under no load, they calculate the speed would be about 45km/h if there is loading, you can test the top speed yourself (because you have the car) with the controller. then you can advise us if we need to change the RPM or not in the mass production. This data sheet is for your information of the torque."
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Message par filomat » dim. 03 04 , 2011 10:10

Je me demande si la personne qui a fait le tableau des performances du moteur n'aurait pas inversé la colonne des ampères avec celle des Nm car alors je retomberais bien sur le même coefficient entre les volts par rad/sec et les Nm par ampère.
Il s'agit donc bien de deux moteurs différents entre le 1000 watts et le 2000 watts, donc le 1000 watts doit aussi avoir ses spécifications ?
Je vais essayer de calculer de façon simple la vitesse sur le plat avec deux moteurs de 2000 watts et sous 48 volts en supposant qu'il y a bien inversion entre les deux colonnes et voir aussi le courant que ça demande sur des pentes différentes avec ces données (roues de 26 cm de rayon, masse de 350 kg) en estimant à peu près la résistance de l'air.
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Message par filomat » dim. 03 04 , 2011 17:16

Je viens de faire les calculs avec ces données, je trouve qu'avec 24 volts aux bornes de chaque moteur le monotric va sur le plat à 30 km/h , chaque moteur consommant une intensité de 6 ampères et une puissance électrique de 150 watts environ. (soit 12 ampères à tirer sur la batterie si elle est en 24 volts, mais 6 ampères seulement si elle est en 48 volts et que c'est le controleur qui abaisse sa tension).
Avec 48 volts aux bornes de chaque moteur le monotric irait sur le plat à 50 km/h environ, chaque moteur étant parcouru par un courant de 30 ampères soit une puissance électrique de 3000 watts environ pour les deux moteurs (1500 watts par moteur) et un courant de 60 ampères à sortir de la batterie.
Je n'ai tenu compte que de la résistance des bobinages du moteur estimée à 0.2 ohms : Il faudrait y ajouter la résistance interne de la batterie et celle des mosfet du controleur, qui peuvent faire facilement 1 ohm, alors le courant de 60 ampères ferait chuter la tension de la batterie de ... 60 volts !
Ceci confirme donc ce que pensaient dirk pitt et romelec, qui si on demande trop de courant à la batterie sa tension s'effondre (avec les 21 ampères du fusible et si sa résistance est de 1 ohm elle perdrait déjà 21 volts), et les résistances internes des batteries lithium sont en général beaucoup plus faibles (surtout certaines lifepo4) que celles des batteries plomb, donc il vaudrait mieux en effet prendre de lifepo4, mais surtout connaitre les chiffres des résistances internes des batteries et des mosfet quand on commence à utiliser ces forts courants faute de pouvoir monter à des tensions de batteries plus élevées.
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Message par voitric » dim. 03 04 , 2011 17:49

Ok Filomat , merci pour les calculs. La prochaine étape est donc de demander ls specs précises des batteries Gel/Plomb Banner que j'utilise et attndre le pack LiFePo4 pour le monter en lieu et place et avoir de "vraies" performances. Une dernières question tant que tu es dans les calculs et par rapport a tes résultats, qu'elle section de fil d'alimentation + et - des controleurs serait adéquate ?

Merci
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Message par filomat » lun. 04 04 , 2011 7:45

La section des fils d'alimentation est directement liée à l'intensité du courant qu'ils doivent passer et c'est normalement indiqué quand on achète ces conducteurs en hypermarché par exemple.
En toute logique il faudrait tenir compte de leur longueur aussi pour évaluer les pertes.
J'avais fait les calculs de dégagement de chaleur et puissance dissipée en partant de la résistivité du cuivre mais je n'ai plus les données sous la main, ce n'est pas très compliqué à calculer.

La résistance interne des batteries plomb-gel augmente quand elles vieillissent et que la capacité de la batterie diminue.

J'avais aussi le même genre de problème quand j'ai voulu me bricoler une batterie de trottinette avec des piles alcalines, la résistance interne était trop élevée et je n'avais pas de puissance, alors que pour mes écouteurs de radio je peux sans problème remplacer les batteries nimh par de simples piles alcalines.
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Message par costet » lun. 04 04 , 2011 8:23

voitric a écrit :qu'elle section de fil d'alimentation + et - des controleurs serait adéquate ?
D'arès Ces abaques
avec du 16mm² et en comptant 3 mètres de fil tu auras moins de 1% de pertes

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Message par filomat » lun. 04 04 , 2011 12:13

De mon coté (je ne savais pas qu'il existait des abaques ! :D ) j'ai calculé :
cuivre 17 ohmmètre 10-9

R=rho.l/S

1 mètre, diamètre 1 mm, surface 0.75 10-6 ---> 17/(0.75x1000)=0.025 ohms

diamètre 0.5 mm ----> 0.1 ohm

Puissance dissipée par mètre de longueur :
diamètre 0.5 mm (0.1 ohm/m)
10 a ---->10 watts, chute de tension (par mètre) 1 volts
20 A -----> 40 watts, chute de tension 2 volts
diamètre 1 mm (0.025 ohm/mètre)
10A ----> 2.5 watts, chute de tension 0.25 volts
20A ----> 10 watts, chute de tension 0.50 volts
40A -----> 40 watts, chute de tension 1 volt
diamètre 2 mm (0.006 ohms par mètre)
10A------> 0.6 watts, chute de tension 0.06 volts
20A------> 2.4 watts , chute de tension 0.12 volts par mètre de fil
40A------> 10 watts, chute de tension 0.24 volts par mètre de fil
80A------> 40 watts, chute de tension 0.48 volts par mètre de fil
diamètre 4mm (0.0015 ohms par mètre)
100 A ---> puissance dissipée 15 watts, chute de tension 0.15 volts (pour 1 mètre de longueur)

J'ai également trouvé sur wikipédia :
En France, les sections normalisées pour les fils de cuivre sont :

Courant basse tension (230 V)
0,6 mm² ou 0,9 mm² (fil rigide isolée les uns des autres réunis en un câble avec ou sans blindage ) : fil de raccordement d'un connecteur téléphonique ou informatique à une prise murale, type RJ11 ou RJ45
0,75 mm² ou 1 mm² (fil souple) : fil de raccordement d'un appareil électrique à une prise murale, d'un luminaire à une boîte de dérivation ;
1,5 mm² : moins de 16 A ; alimentation d'une prise sur un réseau de cinq prises ou moins, alimentation d'un circuit d'éclairage de huit lampes ou moins, alimentation d'une ventilation mécanique contrôlée domestique, alimentation d'un circuit de chauffage électrique d'une puissance inférieure à 2 250 W ;
2,5 mm² : moins de 20 A ; alimentation d'un circuit de huit prises électriques ou moins, alimentation d'un circuit de chauffage électrique d'une puissance inférieure à 4 500 W ;
6 mm² : moins de 32 A ; alimentation d'un four électrique ou de plaques de cuisson ;
10 mm² : raccordement d'un tableau de protection et de répartition au compteur pour une puissance domestique modérée (abonnement 15/45 A) ;
16 mm² : idem pour les fortes puissances domestiques (abonnement 36/60 A) ;

comme on va utiliser les 30 ampères (1500 watts en 48 volts) il faudrait plus de 6 mm² de section, soit 2.8 mm environ de diamètre.

Le 16 mm2 correspond à un diamètre de 4.5 mm, ce sont déja de gros fils !

Au prix du cuivre il vaut mieux placer le moteur pas trop loin de la batterie :)
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Message par Rémy » lun. 04 04 , 2011 13:16

filomat a écrit :Au prix du cuivre il vaut mieux placer le moteur pas trop loin de la batterie :)
Et pas seulement pour le prix :!:
Il y a aussi le poids et le fait que ce sont des pertes par mètre :wink:

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Message par costet » lun. 04 04 , 2011 13:47

ne regarde pas trop les préconisations pour 220V :
A courant égal :
si tu perds 1V sur 200 tu gaspilles 0.5% de ton énergie
si tu perds 1V sur 50 tu gaspilles 2% de ton énergie, 4 fois plus :!:

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