Un vélo électrique fait référence à un moyen de transport équipé d'un moteur, d'un contrôleur, d'une batterie, de poignées de guidon et d'autres composants de commande et instruments d'affichage. Il s'agit d'un mode de transport supplémentaire pour les déplacements quotidiens, construit sur un vélo ordinaire en utilisant une batterie rechargeable comme source d'énergie auxiliaire. Avec l’émergence d’une conscience environnementale, les vélos électriques deviennent de plus en plus populaires.
Les composants d'un vélo électrique comprennent un chargeur, une batterie, un contrôleur, des poignées de guidon, un accélérateur, un capteur d'assistance au pédalage, un moteur, des lumières et des instruments.
Chargeur:
Un chargeur est un appareil utilisé pour reconstituer l'énergie de la batterie. Il fonctionne généralement selon deux modes : la charge en deux étapes et la charge en trois étapes. En mode de charge en deux étapes, la batterie est d'abord chargée à une tension constante et le courant de charge diminue progressivement à mesure que la tension de la batterie augmente. Une fois que la batterie atteint un certain niveau de charge, sa tension augmente jusqu'à la valeur définie par le chargeur et le mode de charge passe en charge d'entretien. En mode de charge en trois étapes, la charge démarre avec un courant constant pour reconstituer rapidement l'énergie de la batterie. Une fois que la tension de la batterie augmente, elle passe en charge à tension constante, où l'énergie de la batterie se reconstitue lentement tandis que la tension continue d'augmenter. Lorsque la batterie atteint la tension de terminaison du chargeur, elle passe en charge de maintien pour maintenir la batterie et fournir un courant d'autodécharge à la batterie.
Batterie:
La batterie est la source d’énergie embarquée qui alimente le véhicule électrique. Les batteries au plomb sont couramment utilisées dans les vélos électriques. En outre, des batteries nickel-hydrure métallique et lithium-ion ont également commencé à être utilisées dans certains vélos électriques pliants légers.
Conseil d'utilisation : La carte de commande principale du contrôleur a un courant de fonctionnement élevé et génère une chaleur importante. Par conséquent, il est important de ne pas garer le vélo électrique en plein soleil ou de l’exposer à la pluie pendant une période prolongée afin d’éviter des dysfonctionnements du contrôleur.
Manette:
Le contrôleur est un composant qui contrôle la vitesse du moteur. Il constitue le cœur du système électrique du véhicule électrique et possède des fonctions telles que la protection contre les sous-tensions, la limitation de courant ou les surintensités. Les contrôleurs intelligents peuvent également offrir divers modes de conduite et fonctions d'autodiagnostic pour les composants électriques du véhicule. Le contrôleur est l'élément central responsable de la gestion de l'énergie et du traitement de divers signaux de commande dans un vélo électrique.
Poignées de guidon et accélérateur :
Les poignées de guidon et l'accélérateur sont des périphériques d'entrée pour le contrôleur. Le signal de l'accélérateur est le signal d'entraînement de la rotation du moteur électrique. Le signal du levier de frein est un signal électronique généré dans le circuit du levier de frein lorsque le vélo électrique est freiné. Lorsque le contrôleur reçoit ce signal, il coupe l'alimentation du moteur, réalisant ainsi la fonction de freinage et de coupure de courant.
Capteur d'assistance au pédalage :
Le capteur d'assistance au pédalage est un dispositif qui détecte la force de pédalage et le signal de vitesse lorsque le vélo électrique est en mode d'assistance au pédalage. Le contrôleur ajuste la puissance d'entraînement électrique pour obtenir une correspondance automatique de puissance entre la puissance humaine et la puissance électrique, entraînant ainsi la rotation du vélo électrique. Le capteur d'assistance au pédalage le plus avancé est le capteur de couple double face à axe central, qui peut mesurer la force de pédalage sur les côtés gauche et droit. Il utilise une méthode d'acquisition de signal électromagnétique sans contact, améliorant ainsi la précision et la fiabilité de l'acquisition du signal.
Moteur:
Le moteur est l’élément le plus crucial d’un vélo électrique, car il détermine en grande partie les performances et la qualité du véhicule. La plupart des vélos électriques utilisent des moteurs à aimants permanents aux terres rares à haut rendement. Il existe trois types principaux : le moteur réducteur à engrenages à balais à grande vitesse, le moteur à balais à basse vitesse et le moteur sans balais à basse vitesse. Le moteur convertit l’énergie électrique de la batterie en énergie mécanique pour faire tourner les roues du vélo électrique. Il existe différents types de moteurs utilisés dans les vélos électriques, avec différentes structures mécaniques, plages de vitesse et formes d'alimentation électrique. Les plus courants comprennent les moteurs à moyeu à engrenages à balais, les moteurs à moyeu à engrenages à balais, les moteurs à moyeu sans engrenage sans balais, les moteurs à moyeu à engrenages sans balais, les moteurs à disque à grande vitesse et les moteurs latéraux.
Lumières et instruments :
Les lumières et les instruments assurent l'éclairage et affichent l'état du vélo électrique. L'instrument affiche généralement la tension de la batterie, la vitesse du véhicule, le mode de conduite et l'état de l'éclairage. Des instruments intelligents peuvent également afficher les conditions de panne de divers composants électriques du véhicule.
Structure commune :
La plupart des vélos électriques utilisent des moteurs de moyeu qui entraînent directement les roues avant ou arrière. Ces moteurs de moyeu, associés à des roues de diamètres différents selon la vitesse de sortie souhaitée, propulsent l'ensemble du véhicule et peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 20 km/h. Bien que ces vélos électriques puissent varier en termes d’apparence et de placement de la batterie, ils partagent des principes communs de propulsion et de contrôle. Ce type de vélo électrique est le modèle dominant sur le marché des véhicules électriques.
vélos électriques avec structures spéciales :
Un petit nombre de vélos électriques utilisent des moteurs sans moyeu. Ces vélos électriques peuvent utiliser des moteurs latéraux ou cylindriques, des moteurs à entraînement central ou des moteurs à pneus à friction. Les véhicules électriques utilisant ces types de moteurs ont généralement un poids réduit par rapport aux véhicules à moteur à moyeu, mais le rendement de leur moteur est inférieur. Avec la même capacité énergétique de la batterie, les vélos électriques équipés de ces moteurs ont généralement une autonomie 5 à 10 % plus courte que celle des véhicules à moteur à moyeu.
Phase de développement rapide des vélos électriques :
A partir de 2005, cette phase marque la période de développement rapide du vélo électrique. La concurrence intense entre les entreprises a stimulé les progrès technologiques et la diffusion de nouvelles technologies, ce qui a entraîné une amélioration significative du niveau technique global de l'industrie. La durée de vie et la capacité de la batterie ont augmenté de 35 %, les moteurs sont passés des moteurs à engrenages à balais simples aux moteurs sans balais efficaces comme le courant dominant, avec une durée de vie améliorée de 5 fois et une augmentation de l'efficacité de près de 30 %. Les capacités d'escalade et de charge ont augmenté d'environ 3,5 fois. Parallèlement à l'amélioration des performances, les coûts de fabrication ont également considérablement diminué et le rapport prix/puissance est tombé à 21 % de sa valeur d'origine. Le niveau technique des systèmes de contrôle et des systèmes de recharge s'est également considérablement amélioré.
De 2020 à 2023, le taux de croissance annuel mondial des vélos électriques est estimé à environ 16,9 %. Les ventes mondiales de véhicules électriques à deux roues (y compris les vélos électriques) devraient atteindre 74 millions d’unités en 2022 et devraient atteindre 81,8 millions d’unités en 2023.
