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Trike avec BionX

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by

David Courtemanche

on 4 April 2016

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Transcript of Trike avec BionX






Un homme produit 250 Watt de puissance par jour
Trike avec BionX
Expérience
Le moteur BionX
Différentes technologies
Explorons les caractéristiques du Trike assisté par BionX ainsi que celles d'autres véhicules similaires!
La prise de données
Les difficultés rencontrées - sources d'erreurs
Efficacité énergétique de notre système
Rendement et autres
Conclusion
Quantités physiques
Avantages et inconvénients
Aller plus loin avec le moindre coût
Partons à l'aventure
Place aux questions?

Objectif
Familiarisation avec le Trike
Récolte de données
Efficacité énergétique
Comparaison avec d'autres technologies du mouvement
Concrétiser les grandeurs physiques mesurées

http://www.roulcouche.com/node/211
1
2
3
Sources d'erreur
À vos marque, prêts, calculez...
Une fois les données pratiques recueillies, on peut tout d'abord calculer l'énergie utilisée.
La Manière Théorique
On peut calculer l'énergie utilisée par le système à partir des forces résistives qu'il a du combattre
Force Aérodynamique :
Force de résistance au roulement :
Force Dynamique :
Force de pente :
Considéré comme nul dans notre expérience
Considérée comme nulle dans notre expérience.
F = m.g.Cr = 18.22 N → 30.97 kJ
F = ½.ρ.s.Cd.V² = 2.95 N → 5.01 kJ
Manière Pratique
Pourquoi cette différence ?
Distance Maximale

Et cette randonnée, elle nous coûte combien ?
Le rendement
Efficacité Énergétique
Trident Trike Transport 20
Grand Total :
35.98 kJ pour un déplacement de 1700 m
Calcul de l'aire sous la courbe → Énergie de recharge = 82.35 kJ
On enlève l'énergie perdue lors de la recharge...
Total théorique 35.98 kJ vs total pratique 57.65 kJ
Omission de la force dynamique et de la force de pente.
Pertes d'énergie en chaleur.
Pertes d'énergie en friction.
Utilisation d'une valeur moyenne pour la vitesse.
Peu de précision au niveau du calcul de la distance.
C'est l'énergie utile par rapport à l'énergie initiale donnée au système.
Dans ce cas-ci : 62.41 %
Difficulté de comparaison entre les différents mode de transports
Change selon les différentes variables
Peut être à plus ou moins grande échelle
Inconvénients :
9.81
1.7
0.02
%
+/-
18
7
25.4
km/h
V
Optibike M4
Composantes
Moteur roue PL et Batterie M de la marque BionX
http://www.tridenttrikes.com/transport.htm
...
http://www.velo-bionx.com/bionx-motor_G1.jpg
Autonomie: 65 km (40 mi)
Puissance nominale du moteur: 350W
Batterie: Lithium Ion, 26V - 9,6 Ah - 248 Wh
Puissance du système: 250W
Couple (nom./max.): 7,0/25,0 Nm
Poids: 7,3 kg
Vitesse maximale: 32 km/h
- 24 Bobines
- Jauge de déformation
- Capteur à effet de Hall
- Contrôleur
Stator

Rotor
http://www.bionxinternational.com/na-fr/produits/ensembles-de-conversion/serie-puissance/
- 24 Aimants
Fonctionnement
Fonctionnement
4 Niveaux d'assistance/ de régénération: 25%, 50%, 100%, 200%
Moteur roue situé sur la roue arrière: un capteur mesure le couple fourni à la roue par l'utilisateur et ajuste l'assistance du moteur en conséquent.
Freinage régénératif
Pédaler à 80 tours/minute optimise l'effiacité de la batterie
Utiliser un levier d'accélération permet de rouler sans pédaler et donc, d'utiliser exclusivement l'énergie du moteur.
Moteur triphasé synchrone
Régénération
Capacité de la batterie: 248 W.h
Décharge maximale possible : 80%
Énergie maximale disponible: 714.24 kJ
Avec l'efficacité énergétique on trouve que l'on peut parcourir un maximum de 15km.
À 25.4 km/h on a 35 minutes d'autonomie.
Le prix de l'électricité est d'environ 0.07 $/kW.h
Une pleine recharge équivaut à 248Wh * 80% = 0.198 kW.h
Il faut prendre en compte les pertes d'énergie lors de la recharge
Cette ballade nous a donc coûté 2 cents.
Pour le même prix on fait à peine 200 mètres avec une voiture...
image tirée de: http://www.sci-sport.com/dossiers/002.php
Image : PhotoXpress
Image: Harold's planet
VS
Image : Mohamed Ibrahim
Image: http://www.energie-moins-chere.com/

Moteur et batterie
Principe de fonctionnement
Le moteur des vélos Optibike sont situé au niveau du pédalier. L'utilisateur pédale donc en parallèle avec le moteur. L'efficacité du moteur reste constante en tout temps
Il existe de 2 modes d'utilisation: le ECO mode et le FAST mode. Ces modes permettent respectivement une meilleure autonomie et une plus grande vitesse.
Peut fonctionner sans l'aide de l'utilisateur, telle une motocylette.
http://optibike.com/technology/
http://www.ebay.com/itm/Optibike-motorized-bottom-bracket-Part-PARTS-REPAIR-/221237760436
.
http://tpe-electricite.weebly.com/uploads/1/6/8/2/16829782/9869976_orig.gif
Autonomie (ECO/FAST): 33,6 km / 27,2 km
Vitesse (ECO/FAST): 32 km/h / 36,8 km/h
Puissance du moteur (ECO/FAST): 300 W/ 440 W
Batterie Lithium Ion: 37 V - 10,4 Ah - 385 Wh
Poids: 54 lbs
Motorized Bottom Bracket
Le Motorized Bottom Bracket d'Optibike peut atteindre un puissance de 1100 W sur certains modèle. D'autres modèles ont aussi une autonomie pouvant aller jusqu'à 88 km et des vitesses de pointe allant à 52,8 km/h
http://www.tm4.com/fr/technologie.aspx?modeaffichage=1
Console G2
http://www.bionxinternational.com/na-fr/produits/ensembles-de-conversion/consoles/
Segway i2
http://optibike.com/m4/
http://segwaywesttours.com/segway-i2-and-x2/
Réalisation
Compilation
Rendement
Vitesse maximale
Distance avec une charge
Efficacité énergétique
Fontionnement
Caractéristiques
Autonomie: 38 km
Vitesse max: 20 km/h (il est possible de régler la vitesse max à 9,6 km/h
Poids: 47,7 kg (105 lbs)
Puissance des moteurs: 4 HP ou environ 3000 W (2 HP par moteur)
Batterie Lithium Ion Saphion : fonctionne jusqu'à des températures de -10° C
http://dirac.epucfe.eu/projets/wakka.php?wiki=p10ab04DevEquGen&show_comments=1
- La fréquence (10 kHz à 100 kHz)
permet de déterminer l'assitance
délivré par le moteur

Cinq gyroscopes mesurent la position du Segway par rapport à la verticale.

Chaque roue est équipée d'un servomoteur connecté à un ordinateur. Selon les mesures des gyroscopes, l'ordinateur fera tourner dans un sens ou dans l'autre le moteur de l'une ou l'autre des roues.

En se penchant par en avant, on avance. En se penchant par en arrière, on recul. En se tenant droit, on reste immobile. On peut tourner en inlclinant le guidon à gauche ou à droite.

La vitesse est déterminée par le degré d'inclination: plus on se penche, plus on va vite.
- Batterie Li-ion = Pas d'effet mémoire

- Le moteur fonctionne comme une génératrice et recharge la batterie

- 4 Niveaux de mode régénératif

- Activé lors de l'utilisation des freins


http://goo.gl/jTderk
http://www.segway.ch/en/products/accessories#batteries
C'est quoi ?
Que peut-on en conclure?
Comparaisons
http://www.hellbentcycles.com/Design_Overview_R1.htm
http://www.hpvelotechnik.com/produkte/gekkofx/index_e.html
http://encontrodeamigas.wordpress.com/2012/05/19/ate-as-princesas-pagam-suas-contas/
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/22/Circuit_Gilles_Villeneuve_MAM2.JPG
Test sur la cyclable et adaptation du pilote
Questionnement sur les paramètres
Essaies au circuit Gilles-Villeneuve
Compilation des résultats
Bilan
http://www.veterinarystudygroups.com/en/benefits/data_compilation/
http://www.developpementdurable.com/environnement/2009/03/A1232/energie-la-commission-europeenne-confirme-la-fin-des-ampoules-a-incandescence.html
Comparaisons de divers moyens de transports
http://3.bp.blogspot.com/_ScfZeE-rvyg/TBl3MXNaMiI/AAAAAAAAAfU/g3pnwu36Irw/s1600/Scan10197.JPG
http://www.howtodo.dissertationhelpservice.com/triangulation-data-collection-for-research
http://www.seospecialist.co.uk/school/analysis/conclusion/
http://2012books.lardbucket.org/books/public-speaking-practice-and-ethics/s14-03-analyzing-a-conclusion.html
4
5
6
7
8
Informations superflues concernant l'énergie
9
10
11
12
13
14
15
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33
34
35
L'énergie utilisé pour l'essai du tricycle
57 645 J
Conversion de Joule en calorie , 1 calorie = 4,18 J
Donc 13 791 calories à dépenser
Pour effectuer la même dépense énergétique , un homme de 75 kg doit parcourir 175 km à 10 km/h soit environ 17 heures
Esclaves pour recharger
Pour recharger notre batterie nous avons eu besoin de 39 Watt de puissance

Grand Total :
57.65 kJ pour 1700m

Total d'énergie utilisée:
0.283 kW.h
Forces présumée nulles
Nous devions accélérer en pédalant et activer le moteur par la suite. Cependant, l'ordinateur du Trike calculait à partir du départ.
La précision de l'odomètre du Trike permet seulement de calculer la distance aux 100 m.
La température a été évaluée à 25 C.
http://www.practicatechnical.com
Force du vent
Force de pente
Forces dynamiques
Plusieurs éléments du vélo peuvent altérer les données.
Par exemple: la pression d'air dans les pneus.
25.4 km/h
1.7 km
243 s
82350 W
0.16 homme nécessaire pour notre recharge de batterie
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