Consommation du vélo électrique

Les marques et modèles existants, leurs performances (annoncées et vérifiées) avantages, inconvénients, disponibilités, tarifs etc.

Modérateurs : Remdo, man3515, moulino51

Répondre
filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Consommation du vélo électrique

Message par filomat » sam. 21 12 , 2019 9:57

Par expérience on constate que les voitures électriques consomment un peu plus de 100 wh/km, alors que les vélos électriques consomment un peu moins de 10 wh/km.

En théorie un vélo pesant tout compris 100 kg avec un coefficient de roulement des pneus de 1% offrirait (sans tenir compte de la résistance de l'air) une force de résistance de 10N, c'est à dire qu'il consommerait 10 Joules par mètre, ou encore 10 KJ par km.
Comme 1 wh = 3600 Joules, soit 3.6 KJ ce wh permettrait donc de parcourir 360 mètres et il faudrait environ 2.8 wh par km.

Comme un cycliste peut fournir sans effort une puissance de 50 watts pendant une longue durée, si la vitesse moyenne du vélo électrique est de 20 km/h par exemple, le kilomètre sera parcouru en 3 minutes pendant lesquelles le cycliste aura fourni 2.5 wh ... A retrancher aux 2.8 wh consommés ... Reste(rait) donc 0.3 wh/km à fournir par la batterie du vélo ...(sans vent, sans côtes et dans le vide pour éviter la résistance de l'air, et avec des rendements de 100% sur la chaine de traction : chargeur,batterie, moteur et transmission).

Dans la pratique la consommation du vélo électrique est donc dûe pour l'essentiel à la présence de l'air, au vent, aux côtes, et surtout aux rendements entre la prise et la roue.

Cette consommation pratique est environ 10 fois supérieurs (3wh/km) à celle d'un vélo parfait dans le vide et sur le plat.

A faible vitesse, par exemple 10.8 km/h, soit 3 m/s, la résistance de l'air vaut 0.6x9= 5 N par m² de surface résistante (SCx), c'est à dire que la consommation dans le vide est à majorer de 50%. (15N dans l'air au lieu de 10N dans le vide)

A 22 km/h elle est à multiplier par 3 (30N au lieu de 10N)

Le produit des rendements "de la prise à la roue" étant par exemple de 50% on arrive (sur le plat et sans vent) :

A 11 km/h (soit 3 m/s) : 15x2 - 50/3 = 13 N (soit 3.6 wh/km) pour tenir compte des 50 watts du pédalage à la vitesse de 3m/s.

A 22 km/h : 30*2 - 50/6 = 52 N (soit 14 wh/km)

"Qui veut voyager loin ménage sa monture" ... Et rien n'est plus vrai en vélo électrique ...

Ce qui coûte cher au vélo électrique c'est son SCx (presque le même que celui d'une voiture).

Et ce qui coûte cher au véhicule électrique c'est la vitesse (le carré de la vitesse) ...

Pour un véhicule de 1 tonne en masse et 1m² en SCx :

A la vitesse de 10 m/s (36 km/h) : (100+0.6x100)x100/50 = 320 N = 90 wh/km
A la vitesse de 20 m/s (72 km/h) : (100+0.6x400)x100/50 = 680 N = 190 wh/km
A la vitesse de 30 m/s (110 km/h) : (100+0.6x900)x100/50 = 1280 N = 355 wh/km

Finalement :

vélo à 11 km/h : 3.6 wh/km
vélo à 22 km/h : 14 wh/km
voiture à 36 km/h : 90 wh/km
voiture à 72 km/h : 190 wh/km
voiture à 110 km/h : 355 wh/km

Qui avait dit un jour : "taxe carbone" ? :?: :D :idea:
Que la force soit électrique !

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: consommation du vélo électrique

Message par filomat » sam. 21 12 , 2019 10:06

Il faut reconnaitre que, s'il y a 4 personnes dans la voiture, sa consommation au km et par personne sera à diviser par 4 :

vélo à 11 km/h : 3.6 wh/km
vélo à 22 km/h : 14 wh/km
voiture à 36 km/h : 22 wh/km
voiture à 72 km/h : 47 wh/km
voiture à 110 km/h : 90 wh/km
Que la force soit électrique !

Avatar du membre
moulino51
Modérateur des Forums
Modérateur des Forums
Messages : 12349
Enregistré le : lun. 16 01 , 2012 2:34
Mes véhicules : Ex Clio 5 portes, VW e-Up 2.0, 3 Scoot'elec
Localisation : FR-51-Région de REIMS

Re: Consommation du vélo électrique

Message par moulino51 » sam. 21 12 , 2019 16:35

Vive le vélomobile :D :D



"On ne vient pas de nulle part et serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !"

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » lun. 23 12 , 2019 16:39

C'est vrai, le vélomobile avec son carénage bat tous les records de consommation.
A mon avis son défaut est le manque de visibilité et la positon basse qui est ressentie comme un inconfort (d'où le succès des "suv").
Sur ma lancée j'ai bâti une petite calculette de puissance et consommation pour les véhicules électriques (dommage qu'on ne puisse pas l'installer sur le forum, à moins qu'il n'accepte les fichiers javascript ?)
http://filomat.free.fr/calculettelec.html
et un petit graphique pour illustrer la différence de consommation entre le vélo (avec pédalage) et la voiture, à basse vitesse.
http://filomat.free.fr/consoelec.html

Merci free :D
Que la force soit électrique !

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » ven. 26 06 , 2020 17:21

Pour mesurer la consommation du vélo électrique j'ai installé la batterie de ma trottinette archos bolt (li-ion 24V 4.4 ah donc 100 wh environ) sur mon vélo Renault zapping que j'ai depuis une vingtaine d'années (acheté neuf en destokage sur ebay 500€ alors que le prix "normal" dépassait les 1000 €), vélo pliant "haut de gamme" issu de la coopération "Renault, giant, Panasonic", moteur "pédalier" à détecteur de couple, 3 vitesses dans le moyeu nexus ar, etc...), qui était équipé d'une batterie nimh 24V Panasonic fabriquée au siècle dernier mais toujours vaillante avec toujours le même inconvénient, c'est à dire une forte "autodécharge" : Il faut la charger juste avant de s'en servir et que je viens donc de remplacer par la batteire récupérée au démontage de ma trottinette archos bolt V2 tombée en panne après les 2 ans de garantie.

Vue de la batterie de trottinette fixée au cadre par un sandow(après avoir déposé l'ancienne batterie et son support) :
zaparchbat.jpg

Vue d'ensemble du vélo
:
zaparchens.jpg

Vue du guidon avec l'interrupteur on off et le wattmètre que je viens de rajouter (à gauche le selecteur de puissance d'origine du vélo, off,on et eco, à droite la sonnette et le selecteur de vitesse nexus du moyeu arrière)
zaparchwatm.jpg

Après avoir rechargé la batterie je suis allé faire un essai d'une dizaine de kilomètres en forêt avec deux arrêts pour faire des mesures intermédiaires ;


départ : 28.68 Volts

Premier arrêt : 28.24 Volts (tension batterie à l'arrêt)
0.287 Ah (consommation en ampères heures depuis le départ)
5.4 Wh (consommation en wattheures)
4.92 Ap (intensité maximale depuis le départ)
26.95 Vm (tension minimale depuis le départ)
128.2 WP (puissance maximale depuis le départ)

Second arrêt (toujours en mode "eco" en forêt avec des petites côtes pas trop longues, du"faux" plat, du vent etc...)
27.82 V
0.811 Ah
21.1 Wh
5.84 Ap
25.47 Vm
147.7 Wp

Troisième arrêt au retour
26.27 V
1.228 Ah
31.6 Wh
5.84 Ap
24.79 Vm
147.7 Wp

Pour cette dizaine de kilomètres la tension batterie est donc tombée de 29 V (pleine charge) à 26 Volts et pour une consommation de 31.6 Wh avec une puissance électrique en mode éco qui semble plafonnée à 150 Watts.

Les éléments li-ion travaillent dans une gamme de tension de 3.2 à 4.2 Volts et je suppose qu'ils sont par 7 en série dans ma batterie archosbolt, donc la tension pourrait descendre jusque vers les 22V batterie vide.

La valeur minimale au cours de mon essai était tout de même de 24.8 Volts pour une pointe de courant de 5.84 A (on s'approche des 22), cela donne une idée de la résistance interne de la batterie (qui avait déjà ses 300 km d'odomètre sur la trottinette avant qu'elle ne tombe en panne).

Grâce à son système de capteur de couple et ses trois vitesses dans le moyeu ce vélo est sans doute un des moins gourmands en consommtion électrique : environ 3 wh/km pour mon essai, avec sa batterie de 100 wh il serait"théoriquement"capable de 30 km en mode assisté "eco" pour vider complètement la batterie (non recommandé), mais, le vélo étant léger (aluminium) l'assistance électrique n'est pas nécessaire sur tout le parcours, c'est juste un élément de confort dans les côtes ou lorsque l'on veut pédaler "légèrement" … en "touriste" :D
Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.
Que la force soit électrique !

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » ven. 26 06 , 2020 17:26

Quand je vois les vélos à assistance électrique que l'on vend maintenant, au prix où on les vend, je me dis que les nouvelles générations sont réellement défavorisées par rapport à celles qui les ont précédées, ou bien que le progrès marche à reculons :D
Que la force soit électrique !

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » ven. 26 06 , 2020 17:37

La chambre à air enroulée autour de la roue arrière est là en cas de crevaison pour pouvoir réparer en cas de crevaison avec juste 3 démonte pneux et sans devoir retirer toute la roue arrière (pas commode avec le dérailleur nexus dans le moyeu).
Que la force soit électrique !

Avatar du membre
moulino51
Modérateur des Forums
Modérateur des Forums
Messages : 12349
Enregistré le : lun. 16 01 , 2012 2:34
Mes véhicules : Ex Clio 5 portes, VW e-Up 2.0, 3 Scoot'elec
Localisation : FR-51-Région de REIMS

Re: Consommation du vélo électrique

Message par moulino51 » ven. 26 06 , 2020 21:11

Ha oui, il est super ce vélo ImageImage



"On ne vient pas de nulle part et serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !"

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » sam. 27 06 , 2020 15:01

Selon wikipédia :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithium-ion
wikipédia a écrit : "La charge se passe généralement en deux phases, une première phase à courant limité de l'ordre de C/2 à 1 C (C étant la capacité de l'accumulateur). Cette phase permet une charge rapide jusqu'à environ 80 %, puis une deuxième phase à tension constante et courant décroissant pour se rapprocher des 100 % de charge en environ deux heures de plus. La charge est terminée lorsque le courant de charge chute en dessous d'une valeur appelée courant de fin de charge.

La tension de fin de charge des accumulateurs Li-ion peut être de 4,1 à 4,2 V suivant la spécification du fabricant de l'accumulateur. "

"la décharge doit être limitée à une tension de 3 V par élément, une tension de décharge inférieure à 2,5 V peut conduire à une destruction de l'élément."
Pour 7 éléments en série les 29.4 volts que je mesure quand la charge s'arrête correspondent bien (exactement) à 4.2 volts par élément.
La tension limite de destruction serait de 17.5 Volts, la tension nominale de 7x3.5=24.5 Volts, et la tension déchargée de 21 Volts.

J'ai rechargé ce matin alors que j'étais encore à plus de 26 volts et n'avais consommé que le tiers de la capacité nominale.

D'autres conseils qui paraissent judicieux et fondés sur le site de wikipédia :
wikipédia a écrit : Si l'on respecte rigoureusement les conditions de charge et décharge, ces accumulateurs peuvent durer 5 à 6 ans pour des produits « grand-public » (vélos électriques, smartphones, appareils photos) et plus d'une dizaine d'années pour des produits industriels.

Respecter les particularités électriques
La tension de fin de charge à ne « jamais » dépasser est de 4,1 à 4,2 V par élément.
La tension de décharge ne devrait jamais descendre en dessous de 3 V.
Avec un chargeur adapté de qualité et un système de gestion de batterie (BMS), ces impératifs sont normalement respectés.

Respecter quelques consignes d'utilisation16
Éviter l'échauffement de l'accumulateur :

contenant noir, exposé au soleil ;
ne pas recharger immédiatement après une utilisation intensive ;
ne pas utiliser immédiatement après une recharge ;
éviter les décharges importantes (exemple : monter une côte à vélo électrique sans pédaler)17 ;
stockage18.
Les accumulateurs s'usent même sans servir (à l'achat, vérifier la date de fabrication).

Stocker si possible dans un endroit frais (le froid ralentit les réactions chimiques)19.
Si le stockage doit être long (plusieurs semaines ou mois), il est préférable de ne pas charger complètement l'accumulateur (passivation des électrodes) mais le laisser à mi-charge ET il faudra faire des recharges partielles tous les mois pour réactiver l'électrolyte et les électrodes et compenser l'auto-décharge (5 à 10 % par mois).
En respectant ces conditions, l'accumulateur pourra continuer à fonctionner, tout en sachant néanmoins que sa capacité (en Ah) diminuera d'année en année.

La fin de vie intervient quand, lors de la décharge, le BMS détecte une tension inférieure au seuil de coupure, même sur un seul élément, et coupe l'alimentation. Il peut rester 10 à 20 % de capacité dans l’accumulateur, mais on ne peut plus l'utiliser. La fin de vie peut aussi advenir parce qu'on a épuisé le nombre de cycles charge-décharge du produit, mais cela devient rare, le nombre de cycles possibles ayant augmenté (environ de 500 à 1 000).

Un appareil équipé d'une batterie au lithium-ion fournit moins d'énergie lorsque les températures sont négatives. Il est conseillé de garder son smartphone, sa tablette ou tout autre appareil électronique équipé d'une batterie au lithium-ion dans un endroit à la température comprise entre 0 °C et 35 °C, avec une zone de confort entre 16 °C et 22 °C. Lorsque les températures chutent, les réactions chimiques qui produisent de l'énergie sont moins actives. De ce fait, l'énergie fournie est moindre. Les performances de la batterie reviennent toutefois à la normale, lorsque les températures remontent20.
On peut donc, si l'on en croit l'article de wikipédia, recharger ces batteries "li-ion" (en ce moment les plus répandues) à 80% en 20 minutes (C/2) ... A condition de trouver une prise de courant ....

Si on peut trouver des prises de courant le long du parcours l'autonomie du vélo électrique n'est plus un problème.
Que la force soit électrique !

hpdp
Messages : 1317
Enregistré le : sam. 07 10 , 2017 17:34
Mes véhicules : j'y pense...
Localisation : Bruxelles (BE)

Re: Consommation du vélo électrique

Message par hpdp » sam. 27 06 , 2020 17:06

en général les éléments supportent 2C = deux fois la capacité en Ah (10Ah = 20A), du moins dans la phase "limitation de courant" et sous surveillance de la température maxi, voire refroidissement actif.

filomat
Messages : 3452
Enregistré le : sam. 19 02 , 2005 12:45
Mes véhicules : e-trottinettes : 1 moonway gyroboarder i1 + 1 archos bolt
Localisation : FR-92-MEUDON

Re: Consommation du vélo électrique

Message par filomat » sam. 27 06 , 2020 18:19

Mon calcul de recharge à 80% en 20 minutes était basé sur 2C (à C/2 il faudrait 2 heures) ... Donc "mon erreur était bonne" puisque wikipédia indique entre C/2 et 1C mais qu'on doit pouvoir aller jusqu'à 2C (merci hpdp :D )

J'ai une batterie de tondeuse à gazon 36 V 6Ah (macallister) qui se recharge à 100% en "une heure chrono (donc 1C au moins pendant la phase à courant constant).
Que la force soit électrique !

Répondre

Retourner vers « Vélos »