Pédalage constant sur un alternateur

j'ouvre ce fil car dans le domaine de l'assistance electrique on en vient tôt ou tard a remettre en cause le fait de pedaler sur uune chaine pour transmettre aux roues alors qu'il y a deja un moteur
pourquoi ne pas alors pedaler sur un alternateur pour recharger la batterie et utiliser seulement le moteur
les avantages a priori sont nombreux:
pas de transmission gaspilleuse d'energie , simplification
pedalage a rythme constant non assujetti au profil du parcours (on pedale a la meme cadence que ce soit sur le plat , en montee , en descente et meme ...a l'arret ,si on veut!)

d'autres y ont deja bien réfléchi , le projet du fitness car explore de long en large cette problemartique, pascal le boss de Velectris s'y interesse aussi (voir forum velectris)...

mais bon je me disais que peut etre ici aussi , certain(e)s auraient de bonnes idees

le cahier des charges est le suivant:
alternateur delivrant sa puissance a un regime de rotation de 70-80 tr/min(frequence de pedalage) voire un m'chouia plus....
ceci pour ne pas passer par une demiltiplication

couple resistant reglable de maniere a adapter la puissance produite electriquement a la puissance des jambes de la personne

la question des regimes moteur est en soit deja une difficulté
la plupart des recherches (j'avais lu un post de startairlaine la dessus...) donnent des alternateurs ayant au minimum des regimes de rotation de 150 tr/min bien trop rapides pour nos petits mollets en prise directe...

alors si il y avait quelques idees lumineuses...
thierry

C'est un sujet passionnant, quelques liens ici où certains y travaillent déjà depuis quelques temps: Daniel Couque, Pascal de Vélectris et des travaux en cours à l'école centrale de Lilles

http://www.chez.com/jllaine/PEDALAGE_CONSTANT.htm

Jl

Interessant ce système; et est-ce que la transmission electrique intégrale, n'aurait pas un rendement meilleur et surtout plus pérène; que celui du système mécanique, avec tous ces pignons, roulettes, chaines, (frottements à tous les étages) qui s'usent, qu'il faut lubrifier, entretenir, et dont le rendement se dégrade à l'usage.

Plus pérenne c'est possible (ça dépend peut-être aussi comment on compte la batterie tampon). Par contre niveau rendement, même si on peut arriver à quelque chose d'à peu près correct (à vue de nez, je dirais 70% dans le meilleur des cas actuellement), on est assez loin des 90-95% que permet une bonne transmission à chaine.

A mon avis, l'intérêt du système à transmission 100% électrique est ailleurs (pédalage constant et adapté/adaptable à la zone d'effort idéale pour chaque utilisateur, simplicité de la transmission, simplicité de la gestion du mix énergétique hybride musculaire/(nucléaro/éolo/solaire), etc.).

salut calcoran
je ne sais d'ou viennent tes chiffres de rendement , mais je me pose en contre
70% pour l'alternateur , ok , avec un alternateur de moto...mais le but est de faire plus adapté et franchement on devrait pouvoir bien depasser ce chiffre la
quant a 95% pour la transmission mécanique , alors la....ça me parait totalement erroné , bien que je ne puisses pas t'apporter de preuves "accablantes"
peut être d'autres s'en chargeront ils (elles)>?

il me parait totalement sensé d'espérer que le rendement d'un pedalage sur generateur égale voire dépasse le rendement d'une transmission...
je replonge dans les differents docs pour te trouver des arguments!
thierry

Je serais d'accord avec calcoran, et je vais détailler ma réponse :

• rendement du générateur : aller 95%, on va dire qu'il est très bon;
  
• rendement du convertisseur DC/DC (pour mettre la tension du générateur à celle de la batterie) 95% pareil, c'est un bon avec des pistes de puissance grosses comme mon pouce;
  
• rendement du convertisseur DC/DC de la batterie au moteur : 95% (du bon matos ont à dis );
  
• rendement du moteur : 90% (faut pas rêver, ça ne sera pas plus en moyenne, à moins d'avoir des moteurs à 3000€);
  

on a donc un rendement globale de la chaîne de 0.95*0.95*0.95*0.90 = 0.77

Nous voici avec 77% de rendement, à un point très précis de fonctionnement ou tout va bien… bof.

Je pense que l'intérêt n'est pas là. Moi je le vois plus dans le fait de toujours travailler à la même fréqence, sans se poser de question, ce qui est top pour le corps. Après la batterie fait tampon, voir plus

77%, c'est extrêmement optimiste... Sauf erreur, des gens très compétents s'y sont attelé en Suisse, et c'est très difficile d'aller au dessus de 50% de rendement global...

Personnellement, j'y vois éventuellement un intéret pour un véhicule multipersonne très grand (genre autocar à pédale) pour simplifier le tout, et permettre à chacun de pédaler à son rythme... Pour un véhicule à un seul pédaleur c'est à mon avis juste complexe, lourd et inneficace...

Une bonne chaine bien graissée et neuve sans dérailleur = 98% de transfert de puissance...

Salut !

M.

mes idées recues en prennent un coup dans la poire!!!
heu...y'a personne qui me bercerait encore d'illusions?
thierry

Hélas... Ce numéro (pdf) de Human Power atteste, dans son premier article, d'un rendement supérieur à 90 % pour les dérailleurs classiques — et jusqu'à 98 % dans les meilleures conditions !

Jéjon a écrit:

Hélas... Ce numéro (pdf) de Human Power atteste, dans son premier article, d'un rendement supérieur à 90 % pour les dérailleurs classiques — et jusqu'à 98 % dans les meilleures conditions !

---> 98 % avec le dérailleur... Argl... encore + dur pour les illusions que prévu...

Pour Jéjon : C'est pourquoi Sergent Garcia ? (C'était bien le gros plein de soupe dans Zorro ?... Mais pourquoi dans ta signature )

Salut !

M.

Attention : 98% sans dérailleur, et sans doute en vélo droit (ou en traction direct sans doute). Qui n'utilise pas de dérailleur ici?? (a part sur son vélo une vitesse sans roue libre, je sais qu'il y en a )

Comme le dit Myrddin, 77%, c'est quand même avec un super moteur (les bons moteurs moyeu font plutôt du 80% voire 85% que du 90%), et uniquement dans des conditions idéales (donc pas au démarrage et pas en côte prononcée déjà).

Enfin bon, j'étais parti sur 70% pour rester optimiste, parce que 50% ça fait vraiment mal quand même.

L'idée, telle qu'elle est développée par Couque, c'est qu'un système de ce type permet de faire tout son trajet à un niveau d'effort idéal. Selon lui (et pour sursimplifier), le type d'effort demandé sur un vélo, en particulier en circulation, est très peu adapté au développement de sa propre puissance, en gros, par exemple, on commence à 150W et après 3 ans de vélotaf intensif en ville on finit à 200W, 250W au plus. Alors que s'il était possible d'exercer un effort constant et modéré (de mémoire, il ne faut pas se sentir obligé de respirer par la bouche) sur toute la durée du parcours, les 300W seraient aisément atteignables, voire plus. Pour en savoir plus, le mieux est d'aller sur son site (fitness car), c'est très (mais alors très très très) mal présenté, genre html des années 90, mais ça se lit bien.

Pour revenir à notre problème, son raisonnement du coup, c'est que si on peut s'entrainer à développer 300W ou plus au lieu de 200W, c'est tout bénéfique pour notre corps et notre bien être général (ne serait-ce que parce qu'on s'essouffle moins vite), et ça compense un mauvais rendement de la transmission. Et (comme il est cycliste) quand on passe sur un "vrai" vélo ensuite, on a vraiment l'impression d'avoir des ailes .

Quelques liens pèle mêle ...

http://www.velomobile.net/fitness-car.html
http://velomobile.free.fr/
http://fitnesscar.free.fr/fitnesscar-plan.html

Note: je ne suis absolument pas compétent pour dire si ce que racontent les créateurs de la FC est vrai ou pas. J'en ai parlé à mon beau frère qui est kiné et a pratiqué le sport en compétition de haut niveau (aviron), et selon lui ce n'est pas forcément déconnant, mais je ne sais pas s'il a eu le courage de lire jusqu'au bout (faut avouer que la présentation est vraiment décourageante). Donc j'aurais plutôt tendance à y croire ... au moins à 70% .

Oui, oui, tout ça est vrai pour le développement de puissance... C'est sur une idée de Jean Thevenet que Daniel Couque a développé son projet... Et tout ça est pafaitement juste... Celà dit, pour pouvoir faire une fitness car, pas besoin de pédaler sur un alternateur... à la limite, un kit d'assistance bionx transforme n'importe quel VPH en fitness car en permettant un pédalage constant... Sauf à l'arrêt, ou il faudrait alors pouvoir effectivement pédaler sur un alternateur si on veut continuer de pédaler au feu rouge... Mais franchement... Est-ce que ça a un sens de pédaler à l'arrêt en reniflant des particules fines cancérigènes en plein Paris ???

Salut !

Marc

Personnellement, je possède sur un VAE, et effectivement, l'effort est bien lissé par rapport à un vélo "standard", mais on est encore loin du pédalage constant. Il y a bien sûr les arrêts, aux feus rouges, aux multiples rond points, etc., mais aussi les montées où il faut bien donner un coup de pédale (parce que les 250W (plus un bon pouième en général, vu que la limitation c'est 250W en moyenne, pas en pointe) du moteur ils ont un peu de mal à trainer les 20kg de vélo, les 70kg de bonhomme, et les 35 kg de carriole derrière). Et comme je n'habite pas à Paris mais dans une ville de province un peu plus civilisée (point de vue densité de voitures et pollution de l'air en tout cas), ça ne me gênerait pas plus que ça de continuer à pédaler au feu rouge.

Dans ton cas, 250 watts sur un moteur de moyeu c'est insuffisant... Surtout pour trainer la charettes dans les côtes... Donc il faudrait rajouter de la puissance de toutes façon... Vu qu'avec 500 watts environ (250 watts pour toi + 250 watts d'assistance tu fatigues déjà dans les côtes) alors si tu avais un truc d'efficacité réduite, tu devrais pédaler 1000 watts environ pour arriver au même résultat (500 watts de poussée)... A moins de pédaler encore moins... Disons 200 watts, (ce qui te donnerait une poussée due au pédalage de 100 watts)... Il te faudrait alors 400 watts d'assistance et pas 250 pour pouvoir maintenir ta vitesse actuelle dans les côtes... De toutes façons, il te manque des watts c'est clair pour moi...

Et je suis convaincu que cette limite légale à 250 watts n'est pas une bonne chose... Il faut + de puissance si on veut qu'un vélo électrique remplace vraiment efficacement une voiture... 500 watts d'assistance dans certaines situations ne sont pas un luxe... 250 watts sur un mauvais vélo, c'est pratiquement toujours + lent que d'avoir simplement un bon vélo sans moteur...

Salut !

M.

PS : Tu as quoi comme VAE ?

Je déborde un peu du sujet, mais il y a un article sur un scooter électrique sur le site du Spiegel (en allemand)
le E-Max 90s: moteur 4000W, 45 km/h en pointe et 50/60 km d'autonomie. Cela me semble un gros moteur pour des performances assez limitées... alors qu'en dépassant les 250W (disons 400W?) un vélo pourrait sans doute faire bien mieux.

400W c'est je crois ce qu'il y a sur un eSolex . Reste à retravailler l'aéro!

Pas lu, mais cela me choque aussi. 1200W à la roue sur velomobile, c'est 100 km/h.
Alors 4000W...
Ma Fiat 126 fait 55 km/h avec 3100W au moteur et environ 2400W aux roues, pour comparaison.
Et mon Speed fait 46 km/h pour 500-520W consommés, donc probablement 400W à la roue.

Le rendement global de 50% me paraît assez réaliste, même si 60% doivent être possible avec des techniques dédiées.
Le vélo normal a peut-être 90% (si la chaîne est propres, les dérailleurs bien réglés), mais les temps morts ou en charge partielle sont une perte de temps. En gros, pédaler à fond parfois,et attendre longtemps entre deux pédalages à fond, c'est dommage.
Vaut-il mieux dépenser moins d'énergie, mais avec des pics importants, ou dépenser plus d'énergie avec un lissage?

Prenons un trajet à 1000 Wh. Le vélo sortira 111 Wh pour le faire, tandis que le VAE sortira 1667 Wh, donc 50% de plus. Si certains passages mettraient en danger la santé du cycliste, la réponse est claire.
Sinon, c'est sacrément discutable.
Dans mon cas, il est possible que je fasse un compromis (c'est bien suisse ça) avec une partie en musculaire direct, une ou deux personnes, et le reste en électrique, avec l'aide du solaire et de l'éolien.

Pour le vélo, c'est un kit Velectris Phantom + Kokam 8Ah 36V. Enfin, c'était, vu que j'ai cassé ma fourche (à priori, l'électrification est innocente, les coupables seraient plutôt du côté de la remorque ... et de l'age du vélo), du coup j'attends que ces #@*%! d'Allemands de chez Patria veuillent bien se bouger le derrière pour que je finisse enfin par avoir mon nouveau vélo en état de marche .

Pour en revenir à la question ... 250W pour tracter une remorque, ça peut le faire, mais il aurait fallu que je prenne un Super Phantom, qui est largement plus coupleux que le Phantom. Mais comme tout dans la vie est un compromis, et que je voulais que l'assistance me serve aussi une fois que j'ai déposé la carriole, j'ai pris un Phantom, moins tracteur mais plus polyvalent. En tout cas je voulais rester dans la légalité, donc c'était 250W ou rien. Euh, et 250W (+ 5 kg) sur un vélo correct, c'est largement mieux que 0W sur ce même vélo, il n'y a pas photo.

Pour revenir au sujet, déjà les 250W d'assistance ne sont pas assujettis au mauvais rendement de la chaine complète, à priori ils ne dépendent que du rendement du moteur. Ensuite, si l'approche de Cavallo est correcte (à savoir qu'on n'est pas limité à un moteur qui ne crache que 250 en moyenne), il me semble qu'on va se retrouver avec un moteur bien plus puissant et coupleux qui ne verra pas son rendement s'effondrer dans les côtes (c'est pour ça aussi que je pédale en côte: si je ne pédale pas (ou peu), je monte à 5 km/h avec un rendement de moins de 50% sur le moteur, alors que si j'apporte 250W, je monte à 15 km/h avec un rendement qui reste proche des 85% optimaux (chiffres au pif, mais on ne doit pas être loin).

Enfin bon, tout ça pour dire ... euh ... quoi déjà ... ah oui, pour dire que personnellement je trouve le concept FC valable, même avec son mauvais rendement de pédalage. Si bien sûr il permet réellement de progresser niveau puissance.

Tu as la régen sur ton kit vélectris ? (pour pouvoir pédaller constant en descente ?) Sinon, en montée, une assistance sur le pédalier permet d'avoir le rendement optimum du moteur en permanence en jouant avec les vitesses... Donc peut-être que 2 moteurs (1 sur pédalier pour les côtes + 1 moyeu pour la régen serait le bon compromis pour réaliser la fitness car...) Et ensuite, au feu, une petite béquille hydraulique pour pouvoir continuer à régènérer à l'arrêt avec la roue qui tourne en l'air... Biensûr, il faudrait un moteur avec moyeu dans la roue arrière pour ceci... Cavallo, tu la monte c'te béquille hydraulique sur ton Speed ? pour ne jamais arrêter de pédaler...

Perso, je préfère me reposer tranquilou au feu rouge...

Salut !

M.

en lisant tout vos post y'a u ntruc qui me chiffone a propos de cette idée, c'est que si on veut rester dans la legalité, alors on doit etre a 25km/h maxi d'assistance, et avec un projet comme celui laon peut pas prendre le relais au dessus puisque plsu de chaine, donc au maxi on est limité a 25km/h.

je me trompe ?

franck le meunier a écrit:

je me trompe ?

Bin non, malheureusement... Moralité... Soyons illégaux... Il n'y a que ça de vrai...

Salut !

M.

Exact, mais rien ne me chagrine... Je m'en tape!

Le jour où il sera illégal d'acheter une moto qui prend 310 km/h dans un pays qui interdit toute vitesse supérieure à 80 km/h sur le terrain de jeu de ces engins, je pourrai entrer en négociation sur une quelconque légalité de mes montages.

Faut quand même pas déconner...

Pour le pédalage constant, un système débrayable me semblait idéal, jusqu'à ce que je roule au quotidien en TAE (tricycle assisté éclectique) et que je réalise que le moteur est utilisé quasi tout le temps, soit en traction soit en frein. Il ne reste que les phases d'arrêt qui me bloquent, cela ne mérite pas de tout révolutionner pour pouvoir débrayer le pneu du moteur.
Je préfère l'approche des 2 moteurs que du débrayage, surtout si je peux avoir la motorisation à 98% de rendement du Pac-Car2 comme propulsion de base...
Ca fait envie.

Si on suit le raisonnement de Cavallo Pazzo, selon lequel il n'est pas fait mention que la transmission doit obligatoirement se faire par un moyen mécanique, on peut tout à fait envisager un système qui coupe l'assistance au delà de 25 km/h (plus rien ne peut provenir de la batterie), par contre qui laisse ce qui vient du pédalier aller au moteur (ou alors tout ,moteur en régé ET pédalage, vers la batterie, dans de cas d'une grande descente).

Par rapport à ta question, Marc, je n'ai pas la régé "controlée" que peut offrir le Ki (Ki qui, malheureusement, est arrêté en attente d'une nouvelle version capable de gérer une plus grande palette de véhicules électriques ). Par contre j'ai la régé "naturelle", qui s'enclenche au dessus de 40 km/h. D'expérience, ce n'est pas là que se situe la difficulté du pédalage constant: sur du plat je dois être en pédalant moyennement (à la limite de devoir respirer par la bouche quoi) aux alentours de 26-28 km/h, en faux plat descendant je monte à 35 km/h, et en descente, je plafonne à 45 km/h, quelle que soit la puissance avec laquelle je pédale. En faux plat montant ou en montée modérée, ça va a peu près aussi, par contre dès que ça monte un peu fort (ou au redémarrage), il faut donner un peu plus du jarret, sinon le moteur sort de sa zone de fonctionnement optimal et le rendement s'effondre.

Pour ce qui est de se reposer au feu rouge, c'est aussi ce que je fais, mais je pense que c'est parce que je suis un poil au dessus de la valeur d'effort idéale, du coup je suis un poil essoufflé. Dans le système de la FC, le principe c'est justement de ne jamais être essoufflé justement ... enfin, si j'ai bien compris.

cavallo pazzo a écrit:

Je préfère l'approche des 2 moteurs que du débrayage, surtout si je peux avoir la motorisation à 98% de rendement du Pac-Car2 comme propulsion de base...
Ca fait envie.

Je pense que les 98% était à un point de fonctionnement précis… c'est pas pour te casser tes illusions .