Quelques gadgets de plus …

J'attends toujours de quoi faire la (nouvelle) platine de gestion mais je me disais qu'il nous restait la troisìème étape, celle qui consistait à installer un système audio sur la machine.

Bien entendu, il est déja prévu quelques options supplémentaires sur le module de gestion -puisqu'il est évident qu'il faut prévoir au moins des extensions dont on a pas forcément idée au moment de la conception- mais la partie audio est extérieure: en fait, il s'agit d'un amplificateur avec lecteur MP3 (carte mémoire uniquement). Les enceintes sont “waterproof” (étanches) et la puissance totale est de 2 fois 10W, le but n'étant pas de sonoriser les environs.

Oui mais alors ? quoi de véritablement neuf pour la conception ?

C'est simple: maintenant la machine parle ! elle vous dit bien entendu des messages du genre “présentez la carte” mais, en plus, elle sait même compter. Il est possible de lui faire dire par exemple la tension de la batterie, la consommation, le kilométrage … elle dit ce qu'on veut. C'est là que la partie gestion vient se connecter sur le module audio, elle s'occupera de gérer le niveau audio, la mise en route ou le mixage musique/message. Bref, ça fait plus high tech encore  et ça me permet de justifier encore et encore un peu de programmation.

Je rajoute également un système d'affichage (deux en fait) pour la tension de chaque élément de batterie. Il s'agit de ceci:

Avantage ? ce module enregistre chaque tension dans un intervalle paramétrable de 0.5 secondes à 60 secondes. Pour un intervalle de 1 seconde cela correspond à 18 heures d'enregistrement. On récupère les données ou on paramètre le module grace à une connexion USB et un PC.
Il y a donc deux intérêts:
- en utilisation normale, le configurer pour analyser l'états des cellules lors du parcours (voir s'il y a des anomalies de comportement)

- lors de la période sans activité (ici l'hiver), surveiller de temps en temps le niveau de charge.

En théorie toutefois, sachant que j'ai un contrôleur de charge/décharge capacitif, toutes les cellules devraient être à peu près toujours au même niveau. On pourrait donc dire que c'est un peu inutile  mais, de temps en temps, la théorie et la pratique n'ont pas toujours la même couleur… une petite sécurité de plus ne fera pas de mal et, en plus, c'est mignon et pas cher.

Voici un exemple de ce que pourrait donner le logiciel pour les courbes de tension.

 

A propos du Xenon HID (éclairage)

En matière d'éclairage avant le choix n'est pas vaste: les LEDs ne sont jusqu'à maintenant pas autorisées.
Sur une machine électrique légale il y a donc uniquement deux possibilités:

- phare classique qui impose au moins une cinquantaine de watts en position phare

- phare du type xenon HID qui alimente une ampoule de 35W plus les pertes dues au ballast, soit disons à peu près la même puissance consommée mais pour un éclairage beaucoup plus fort (le prix suit lui aussi malheureusement  )

Sur cette machine, je me voyais mal remettre en service l'ancien système quelque peu “modeste”, il lui fallait mieux.

Après avoir mis en place le kit j'ai pris conscience de deux problèmes:

1) pour le passage en phare on peut utiliser deux techniques. Soit une deuxième “ampoule” s'occupe d'éclairer la partie supérieure (donc deux consommations), soit une bobine s'occupe de cacher la partie supérieure quand on se trouve en position “code”. dans ce dernier cas il faut gérer le mouvement de cette bobine ce que je fais avec mon système (relais de positionnement, qui inverse la tension de bobine, associé à une commande temporisée) . Le schéma pour cette partie ci-dessous:

2) malheureusement, au démarrage et pendant approximativement une minute, le xenon consomme beaucoup plus . Un convertisseur classique 48V->12V de 4 ampères ne suffisait plus (il se met en sécurité au démarrage). Le problème c'est qu'après on passait dans les “grandes tailles”. Que  faire ? trouvé ! un nouveau convertisseur extrêmement performant (très faibles pertes)  le SSQE48T07120 commandé chez www.mouser.com . C'est tout petit et ça marche ! D'abord curieux j'ai branché le système pendant une demi-heure, sans aucun refroidissement: ça chauffe un peu mais ça tient le coup et c'est très surprenant par rapport à mes deux convertisseurs 4 ou 6 fois plus gros qui n'y arrivent pas. Il faut dire que le rendement dépasse les 90% à courant maximum (7 ampères). Même si le refroidissement n'est pas prévu, je compte associer la masse thermiquement au boitier. Bref, pour ceux qui cherchent un bon produit ……….

Le voici en photo: le module fait (3 cm * 2 cm ) la hauteur est celle des pins de raccordement.

Tant qu'on y est, un petit apercu du ballast du phare xenon (7cm*7cm  sur une hauteur de 2 cm avec un poids conséquent). Le bas de la photo correspond à l'avant de la moto.

Conclusion: en attendant les phares à LED (légaux) de haute performance on se contentera du HID xenon.

 

Moderniser la machine: gestion/affichage

D'abord la “théorie”.  

Tout d'abord, dès qu'un mouvement de la machine est perçu, l'affichage se met en route et on obtient ceci: 

 

Notez, près de l'icone de clef, la mention RFID puisqu'il ne s'agit pas de clef mécanique mais d'une sorte de badge qu'on approche.

Vous n'avez pas la clef ? dans ce cas, après les bips d'avertissement (il est possible de mettre un message vocal également) , l'alarme se met en route. L'écran devient alors celui-ci

L'alarme devient active pendant quelques minutes. Elle ne peut être arrêtée que par la présence de la clef.
Au bout de ce temps le système s'éteint si les conditions d'alarme ne sont plus réunies ou se remet en attente de carte puis rebascule si besoin en alarme.

Supposons maintenant que la clef soit présentée, on accélère et ça donne ceci:

Le cadran de gauche indique la consommation ponctuelle (intensité). Dessous le cadran la valeur en chiffre et, erreur de ma part sur ce test, la valeur maximale de la consommation(donc théoriquement au moins 47,9 ampères !). On verra pour corriger l'image plus tard…

A droite, la jauge selon les capacités de la batterie: la couleur est verte et ira jusqu'au rouge (devenant en suite clignotant) quand il ne reste presque plus rien.

En dessus des “km”, le totalisateur depuis la dernière mise à zéro de charge. Le chiffre en bleu indique donc les kilometres depuis la dernière mise en route. En pratique, je crois que je ferai l'inverse… 

Les indicateurs pendant la marche: pas de commentaire, c'est assez parlant je pense: les écrans montrent le passage en phare, en code et le clignotant. Un petit point rouge indique également le feu stop mais n'est pas montré ici.

La pratique: bien entendu, je n'ai pas créé les images ci-dessus, puis tenté ensuite de les faire accrocher sur une réalité.

En fait le système est déja opérationnel même s'il est à moitié simulé: il reste à réaliser la platine de gestion principale qui remplacera la première “faite maison” mais devient un peu trop compliquée à graver soi-même pour un travail soigné (double face). La platine est donc commandée chez www.flypcb.com . Elle devrait ressembler à ceci:

Voici donc maintenant quelques photos du module d'affichage Oled qui comporte son propre programme mais dont les données sont récupérées au moyen d'un PC qui lit lui-même les données de la moto. Les photos ne sont pas extraordinaires par rapport à la réalité: un écran Oled donne une image proche d'une belle photo sur papier (le noir est un “vrai” noir). Remarquez qu'un plastique de protection recouvre tout l'écran (carré rouge en haut, à droite, pour éviter les rayures lors des manipulations )

Tout d'abord l'attente de la clef:

L'alarme en cas de dépassement de temps:

La position classique après présentation de la clef:

La position phare qui déclenche l'allumage “définitif” des feux (on ne peut alors couper l'éclairage qu'en coupant le contact)
Pourquoi ? c'est très simple à comprendre: la machine sert principalement dans une zone privée donc n'a pas besoin d'éclairage le jour . Par défaut, on ne lance donc pas l'éclairage. Par contre, si l'on veut aller sur la route, il suffit de passer une fois en phare pour mettre en route l'éclairage. Dans ce cas le système n'a pas de raison pour autoriser l'extinction des feux pendant le trajet: on ne peut plus que passer en code ou phare.
la photo ne rend pas bien l'effet: le fond de la moto devient blanc vif . Quand on revient en code, le fond redevient noir mais la moto et le “eYSR” deviennent vert fluo (et non pas dans les couleurs d'origine, soit bleu/blanc) pour indiquer que nous sommes en position code.

Enfin, on indique le clignotant par une double flèche jaune fluo et un petit carré rouge indique discrètement que le feu stop est allumé.

Un aperçu du schéma minute. Les afficheurs LCD ainsi que les switchs ne servent qu'à la simulation.

 

A noter également, une position “veille”

A quoi ça sert ?

il peut être intéressant de garder la plupart des fonctions possibles tout en interdisant la marche de la machine.
D'abord pour des questions de mise au point: par exemple, dans mon cas, quand j'ai besoin de tester ou d'améliorer la gestion, je suis obligé de bricoler les capteurs pour faire croire que je suis dessus l'engin.
Ensuite parce que la machine peut servir pour éclairer la nuit: on met la béquille mais l'éclairage reste actif alors qu'en situation normale la machine s'éteint complètement. Par contre, le système de gestion du moteur est bloqué (en fait c'est une sorte de position frein sans indication du freinage) et on peut très bien gérer l'alarme en cas de mouvement de la machine. Pour sortir de la position veille (arreter complètement la machine ou la faire avancer) il faut donc présenter la clef.

La eYSR, bilan du 10 octobre 2009

Il fallait mettre à jour, je le fais

Où en est donc la eYSR  ?

Après plusieurs inspections, pas mal de photos et d'informations techniques transmises à l'ingénieur, elle a été autorisée sur la route.
Elle a donc un peu voyagé dès qu'il faisait beau mais … est-ce la même que la précédente ?

Pas tout à fait du tout !

Le moteur n'a pas changé mais la batterie s'est quelque peu transformée puisqu'il s'agit maintenant de 240 éléments A123 connectés par paquets de 15 éléments (16 paquets donc). L'inconvénient majeur c'est le montage: loger et brancher 240 éléments A123 c'est pas forcément facile…
Le gros avantage de ces batteries c'est leur capacité à pouvoir débiter énormément de courant tout en ayant une durée de vie très importante ou encore une recharge très rapide. Ces batteries, en durée de vie selon l'utilisation faite ici, devraient permettre de faire l'équivalent de 100 000 km ou plus . D'ici là on a le temps de trouver d'autres solutions…

Il serait possible de les charger en 15 minutes avec un chargeur puissant mais, ne rêvons pas trop, charger dans ces temps poserait un problème:
34Ah de batterie ça nous fait du 130A à fournir pendant 1/4h soit une puissance fournie par un chargeur de 50V*130A= 6500W ce qui est réalisable mais énorme et ne compte pas la puissance perdue.
Donc, plus modestement, je me contente d'un nouveau chargeur de 10Ah (1000W) qui donnera à peu près 3 heures pour une recharge complète, soit 5 fois moins qu'actuellement.
L'accélération de la machine est impressionnante: au démarrage les voitures restent derrière , tout cela en silence s'il vous plait.

Le contrôleur de charge (BMS) a aussi évolué: suite à deux pannes il ne me semblait pas approprié pour une batterie importante de ce type. Il est donc en cours de remplacement par un contrôleur de type capacitif (=qui contrôle en charge et en décharge) supportant 100 à 200A en décharge (j'ai besoin de 40 ou 50A maximum).

Enfin, la machine est maintenant gérée par un micocontroleur (PIC16F628A) . Le nouveau système permet d'ajouter des gadgets tout en maintenant une apparence classique. Par exemple, si vous freinez en mettant en route la machine (il n'y a plus de clef, c'est une carte genre carte bancaire que l'on approche) vous désactivez ou mettez en route la fonction de régénération selon le dernier état fonctionnel, si le clignotant est actif lors de l'allumage il n'y aura plus de “bip” clignotant (ou l'inverse) … bref, on mémorise les dernières options et, éventuellement, on les modifie. La machine est également équipée d'une alarme: si vous tentez de la déplacer sans approcher la fameuse carte, vous entendrez jsuqu'à sept “bips” d'avertissement puis l'alarme se déclenchera. La carte peut aussi être un porte clef… le boitier de gestion n'acceptera pas des données carrées . En clair cela signifie qu'il n'est pas possible de courcuiter un fil pour résoudre le problème d'allumage: la personne qui voudrait voler la machine sans avoir de clef devra être capable de refaire un système de gestion approprié.

Ce qui reste à faire ? 

Idéalement, pour faire plus high tech, il serait interessant de placer un écran graphique OLED qui informerait clairement de tous les états voulus, ajouter également un lecteur mp3 pour rouler en musique classique… bref, le luxe discret

Les images

D'abord le schéma général minute, c'est à dire qu'il n'est jamais réellement fixe  puisque vous vous apercevez soudainement que ça pourrait être mieux autrement . C'est pourquoi, sur le boitier  de gestion, le microcontroleur est sur un support pour la reprogrammation éventuelle.

Un petit tour sur les débuts du projet: le cadre ouvert et le boitier batterie qui sera ensuite revu puisque coupé et fermé sur le dessus pour éviter les projections d'eau.

Le cadre fermé qui montre qu'il ets tout simplement impossible de faire sortir le boitier puisque celui-ci rentre dans les espaces du cadre: il faut ouvrir le cadre pour retirer les batteries.

L'ancien système de controle de charge LiFePo4 montrant les LEDs de charge (la clef a maintenant disparu, c'est le petit porte clef bleu que vous voyez qui sert pour allumer la machine … et peut rester dans la poche tant que vous roulez !)

Le nouveau BMS à transfert de charge capacitif: c'est sur que ça fait plus pro, hein ?  il y a donc quatre platines les unes au dessus des autres, deux pour la partie puissance et une pour la partie équilibrage. L'ensemble impose des tensions identiques à chaque pack de 15 éléments (et il y a 16 cellules en parallèle)

Ensuite le fameux boitier de gestion qui n'est pas détaillé sur le plan ci-dessus

Les deux relais permettent le positionnement électro-mécanique nécessaire à la lampe xenon HID.

Voyons maintenant à quoi ressemble le bloc batterie. D'abord un aperçu de la situation globale.
Le boitier a été coupé en deux pour permettre l'accès ultérieur aux batteries. Néanmoins il est assez difficile de mettre en place le boitier vu le poids et le peu de place disponible donc … il vaut mieux que ça ne tombe pas en panne ! la partie que vous voyez est la partie supérieure car il y a une autre couche de batteries en dessous de la plaque.

Maintenant le même boitier avant la fermeture: des plaques de fibre de verre (isolation électrique) et de la mousse (isolation mécanique) sont positionnées et les batteries sont serrées avec du scotch renforcé. remarquez combien ça rentre très très juste …

L'éclairage en question

Une vraie moto devrait disposer d'un véritable éclairage. Bon, c'est vrai, je ne roule jamais la nuit  mais c'est tellement agréable d'avoir un petit signe de la main quand vos copains vous croisent …

Donc, au départ, j'avais opté pour un système légal ultra-performant: le “HID Xenon” .
J'ai donc installé boitier de commande (ballast) et optique, installé le système qui va positionner la lampe en phare ou code (c'est un cache optique mécanique) et ajouté un convertisseur assez puissant pour supporter le courant de départ. Le problème c'est justement le dernier point: ça consomme beaucoup quand même, surtout pendant les premières minutes
Puisque j'avais deux optiques différentes, j'ai donc bricolé le deuxième (de façon à conserver au besoin le potentiel “légal” du premier) en installant deux LEDs puissantes avec optique associées avec 18 LEDs démontées d'un feu dit de brouillard (qu'on dira toléré mais pas légalisé ) . Le résultat est assez impressionnant: en position phare ça ne fait pas semblant d'éclairer ! Il y a donc, en position code, une optique LED qui fonctionne et, en position phare, deux optiques LEDs plus une sorte de H lumineux couché. La très faible consommation de l'ensemble permet une compatibilité parfaite avec le système xenon donc il n'y a besoin d'aucune autre modification autre que changer l'optique et brancher le cable du ballast au besoin. Le système LEDs sera donc utilisé pour l'utilisation sur le camping (www.campingoasisdedspins.com )

 

Ma même chose éteinte, ce qui laisse la possibilité d'apercevoir les LED en H

Une photo de la machine remontée: oui, c'est une machine esthétiquement banale et c'était bien l'objectif visé car je n'apprécie pas les formes carrées  genre quantya ou les rajouts style vélo électrique. Une moto doit ressembler à une moto !

 

Nouveau projet: machine légale pour la route !

Le projet va débuter dans quelques heures: il s'agit de transformer une Yamaha YSR50 en 100/100 électrique.

Avantages: elle sera autorisée sur la route et, comme elle a la carte “scooter”, je n'aurais pas besoin de permis spécifique et de cout exorbitant d'assurance.

La machine vient juste d'être achetée (le 14 juillet) et il s'agit d'abord d'enlever l'inutile: moteur, roue arrière… parties qui seront reprises sur l'ancienne machine.

Pourquoi avoir choisi de changer de moto ? parce que le matériel chinois ne vaut à peu près rien et parce que ça m'amuserait le côté légal sur la route.

23 juillet: la moto est (provisoirement) terminée ! Elle fonctionne très correctement. Suppression du régulateur et de toutes les parties 6V, adaptation des sécurités (coupure moteur au guidon, béquille), modification de l'éclairage…  reste à recevoir quelques pièces dont le relais de clignotant. Le rendez-vous pour l'homologation sur la route est pour le 17 juillet.
 

Les premiers essais sont TRÈS satisfaisant: enfin une machine qui, malgré ses vingt ans, tient la route à 50km/h et monte parfaitement les côtes. le freinage est doux et efficace, la suspension bien appropriée et on a une position normale.
La consommation à fond est de l'ordre de 1700-2000W. Un problème se présente donc: la batterie est un peu trop juste pour faire un grand petit tour (conseillée pour 1000W maxi) Je vise donc son remplacement par une batterie Thundersky de 40Ah et, de plus, en 72V ce qui me permettrait d'atteindre les 70km/h.

Photos, vidéos, plans … à venir !

 

 

 

 

Introduction : c’est quoi ça ?

Nous sommes en 2009.

La technologie a suffisamment évolué pour que nous puissions envisager des gadgets parfaitement exploitables pour la majorité d'entre nous.

La moto c'est une de mes passions depuis tout jeune: une sensation de liberté qui, peut être, ne peut s'expliquer que dans la fuite de l'adolescent vers de nouveaux lendemains. Dans les passions complémentaires, la technologie et l'âme: tout ce qui touche à la connaissance, au questionnement par rapport à notre existence, nos relations, nos besoins, nos moyens, notre futur …
Je le concède sans problème: je ne suis pas un vrai motard, ce qui m'intéresse avant tout ce n'est pas le dernier modèle de chez X mais uniquement le modeste plaisir de poser mes délicates fesses sur un engin roulant, un plaisir absolument égoïste sans doute.

Hélas, ici au Québec, point de paradis des motards  (d'ailleurs le terme motard est un terme à proscrire puisqu'il sous entend voyou) . Si seulement on faisait des normes anti-bruit ou anti-chauffard ! On les assomme donc à coup de taxes et, qui plus est, on oblige des gens comme moi, qui ont eu largement plus d'une dizaine d'engins à poignée tournante, à repasser le permis. Si j'avais véritablement eu le temps d'en faire peut être mais …

Donc exit la moto.

Mais j'avais tant de mal à se passer d'elle ! Il fallait que j'en possède une, même si elle devait presque faire du sur-place… et ayant la chance d'être propriétaire d'un camping (www.campingoasisdespins.com) on pouvait concilier plaisir et travail.
Comme ma deuxième passion est l'électronique, il fallait trouver la solution à tous mes maux: la moto électrique, un compromis confortable entre la “vraie” moto qu'on n'a pas le temps d'emmener au loin  mais qui vous  coûte cher et le plaisir de rouler quelques mètres tous les jours ou presque.

Premier essai avec un pur jouet: le Razor MX650
Non importé au Canada pour cause de moteur trop puissant (650W en 36V alors que le maximum autorisé est de 500W. Correction: il me semble que pour la catégorie “jouet” c'est 350W maximum, les 500W étant la limite pour la catégorie “vélo”)

 Voici une photo du site http://www.razor.com/products/mx650-dirt-rocket.php.

Comme pour toutes les images de ce blog, cliquez dessus pour agrandir

Ne rêvez pas ! ce n'est pas une vraie moto mais bien un jouet et on s'en aperçoit vite: les suspensions sont très loin de ce qu'on pourrait attendre d'une moto cross et ne comptez pas lever la roue d'un coup d'accélérateur comme le sous entend la photo. En fait c'est une machine lourde et raide mais elle est peu chère.

A peine reçue, elle n'eut même pas le loisir de me montrer ce qu'elle pouvait faire: le moteur enlevé je lui ai coupé le chassis pour faire rentrer un moteur plus imposant et une batterie spéciale de 48V. Résultat: 50km/h avec une bonne accelération ! mais attention  car à cette vitesse là l'engin n'est pas vraiment sécuritaire …

Voici donc la razor en cours de modification (les batteries ne sont pas encore remplacées). Ceux qui la connaitraient verront que le bras arrière a été coupé (et une partie arrondie rajoutée) afin de faire rentrer le nouveau moteur. Ce dernier est un moteur cyclone (Taiwan) d'excellente qualité assorti malheureusement d'un controleur de qualité plus … modeste ! http://www.cyclone-tw.com/order.htm

Cette machine m'a valu un petit article sur le journal l'action (www.laction.com) , en 2008.

Comme je le disais plus haut, c'est amusant (surprenant pourrait on dire) mais pas très crédible pour une moto.

J'ai donc ensuite envisagé de m'attaquer à plus gros: une kawasaki KX65 en y mettant le même matériel
Ça donne ceci:

Ou, en détail

Un million de fois plus confortable, arrive un nouveau problème majeur: un moteur électrique a un couple proportionnel à sa rotation.
Sur ce type d'engin il fallait donc avoir un pignon microscopique sur le moteur et tres grand sur la roue mais … d'abord la roue arrière ne peut pas accueillir de couronne gigantesque et ensuite l'esthétique en aurait été largement affectée, sans compter la dangerosité d'utiliser des engrenages volumineux. Malgré le fait que j'ai “taillé” moi même le plus petit engrenage possible sur le moteur (8 dents) et choisi le plus grand possible à l'arrière (51 dents), le résultat est qu'on conduit l'équivalent d'un vélo pour personne fatiguée . Accélération/couple très faible, vitesse d'à peu près 50km/h mais la sécurité coupe la propulsion si on insiste trop. L'idéal serait d'avoir un rapport de dents d'environ 8 au minimum (idéalement 10) au lieu de 6 sur ce projet. Sur des machines plus adultes on utilise en fait un moteur bien plus puissant (+ batteries/controleur)

J'ai donc hésité: changer de moto ? changer de moteur ? augmenter la batterie ? … et puis on m'a proposé de la racheter (en thermique puisque j'avais conservé tous les éléments d'origine). Pour ceux qui souhaiteraient une machine tout terrain électrique un conseil: idéalement il vous faudra utiliser un démultiplicateur genre boite de vitesse (ce qui rend beaucoup la réalisation plus compliquée), un moteur électrique est beaucoup plus adapté pour un usage de type scooter.

On réfléchit et arrive donc sur cette petite machine

C'est en fait ce qu'on appelle une super pocket bike

. 

Pour ceux qui ne connaitraient pas c'est un compromis entre entre la moto miniature pour adulte (pocket bike) et la moto. Un look de grande et un équipement électrique d'éclairage en sus ce qui est bien pratique car je pourrais l'utiliser la nuit. C'est une ZM2.

Si vous voulez la voir en action je vous propose de jeter un oeil ici http://www.youtube.com/watch?v=2_S_3DKH7Ds

La Grande Question: pourquoi donc n'avoir pas directement tenté l'opération sur une grande ? mais oui … bien sûr !
Voici la  réponse: le prix et les droits !
Oui car, malheureusement, le coût total d'une opération telle que celle-ci dépasse est très très élevé … la réaliser sur une machine plus grosse nécessiterait une batterie encore plus chère mais de plus - et là est le problème numéro un- au Québec nous n'avons droit qu'à des puissances extrêmement limitées (500W pour un “vélo” de type scooter et 35kmh, avec des pédales en plus !). Au dessus de cela il faut passer par la case homologation et le coté moto ne semble pas particulièrement apprécié par les autorités puisque, à ma connaissance, il n'y en a toujours aucune homologuée alors que chez nos voisins américains c'est le cas. Ma moto est donc destinée à un usage privé sur un terrain privé

Si toutefois, demain, il était possible de la faire rouler légalement je tenterais probablement de le faire. Et demain c'est justement l'objectif de cette réalisation: ce genre de projet permet de faire prendre conscience du potentiel tout électrique et, si beaucoup suivaient, le coût baisserait considérablement car c'est sûr qu'une batterie de Toyota hybride à 15 000$ ça doit pas vraiment inciter à la consommation !

Une évolution intéressante

Nous arrivons à l'aspect technique.

Si vous souhaitez réaliser une moto électrique il vous faut comprendre trois points essentiels: batterie - moteur … et argent !

LES BATTERIES

La technologie a largement évolué au cours des dernières années: de la batterie acide-plomb nous sommes passés au cadium-nickel puis au nickel métal hybride (NiMh) , au lithium polymère et nous voici rendu au top actuel, le LiFePo4 (Lithium fer phosphate4)

Tout le monde connait les batteries plomb du genre voiture: elles ne sont pas chères mais n'ont pas une grande durée de vie, leur tension n'est pas régulière (elle s'effondrent vite) et en plus elles polluent beaucoup (plomb).
Puis vint le Cadium nickel qui a un bon rapport poids/volume/capacité mais à le triste défaut de se décharger assez vite tout seul tout en n'aimant pas plus être trop rechargé et pollue fortement.
Ensuite apparut le NiMh , moins polluant et n'ayant pas  autant de problème mémoire mais n'aimant pas les forts courants.
Le LiPo, apparu il y  a quelques années, est très léger et permet des décharges très importantes tout en étant bien moins polluant. Il sert beaucoup, par exemple, en modelisme. Le problème est qu'il a le fâcheux désavan tage d'être parfois … dangereux ! (il peut exploser)
Enfin deux technologies aujourd'hui commercialisées : le LiMnO2 et Le LiFePo4. En attendant de plus amples informations sur la première version je vous parlerai de la deuxième, beaucoup plus documentée et disponible.

Pour ce qui est du LiFePo4 qui sera l'énergie choisie ici, le principal intérêt est d'avoir une batterie peu polluante et qui permet de stocker une énergie considérable et non dangereuse (du moins pour ce qui est de la batterie et non pas des applications qui, elles, peuvent l'être quand on utilise plus de 48V ou de très forts courants). En cadeau, cette batterie offre parfois jusqu'à 3000 recharges possibles en conservant 80% de ses possibilités !
Son problème c'est le coût d'achat: une bonne batterie 48V 20Ah c'est 1000$ ou beaucoup plus… Le top de ces batteries est fourni par la société A123. On peut trouver ces batteries soit chez certains fournisseurs de modelisme, soit en démontant des packs d'accus DC9360 dewalt (ce qui revient moins cher mais vous coûtera tout de même plus du double du prix annoncé plus haut soit 2000$ pour 48V 20Ah). Avantage de ces dernières batteries: elles peuvent être rechargées en 15 minutes ce qui rend l'utilisation de véhicules électriques incomparablement plus confortable. Rappel, à titre indicatif une batterie de Toyota Prius (d'origine A123) doit être vendue aux alentours des 15 000$…

Voici ma batterie. C'est une batterie de chez ping (http://www.pingbattery.com/servlet/StoreFront) . ils font des batteries apparemment très correctes pour leur prix et je n'ai jusque là pas eu de souci sauf … quand j'ai osé la démonter car les connections n'aiment pas les gros fils. Résultat: un pack d'éléments (3.6V) a été détérioré et j'ai du en commander un autre !

Il ne faut donc (théoriquement) pas les démonter car les connections sont faites par des éléments aluminium fragiles. Un petit problème supplémentaire est que ce genre de batterie nécessite un type de charge très particulier: chaque cellule (de 3V6) doit être rechargée indépendamment et bien contrôlée pour éviter sa destruction (pas de surcharge). Pour 48V vous aurez donc 16 éléments (soit une tension qui approche les 54V) dont chaque charge sera contrôlée par un module spécifique. Notez que des éléments seront également mis en parallèle en fonction du courant total nécessaire. Dans le cas de la photo de cette batterie c'est 16X4 éléments, soit 64 éléments ! ce qui nous donne un chargeur présenté sur cette autre photo.

Et oui, ça fait beaucoup de fils à loger, hein ?

Néanmoins, si vous commandez une batterie ping (ou une autre déja montée)  vous aurez un chargeur fourni. L'avantage du chargeur de la photo est qu'il est de meileure qualité, qu'on en a le schéma (donc modifiable) et qu'il pourra servir à charger d'autres batteries de la même technologie. De plus, des LEDs indiquent la charge de chaque élément ce qui est plus qu'utile. La platine du chargeur (PCB)  est trouvable à cet endroit http://www.tppacks.com/products.asp?cat=26 et les composants sur http:/www.mouser.com. Il vous faudra donc connaitre un minimum l'électronique pour la réaliser.

 Voici un aperçu du cache-réservoir modifié ( le réservoir, devenu inutile, a bien évidemment disparu)

Rectification:  j'ai remis le BMS d'origine car j'ai un élément qui semble ne pas vouloir monter suffisament

En résumé donc, une batterie LiFePo4 coûte cher, est compliquée à gérer mais dispose d'atouts essentiels autant sur la durée de vie que sur les performances.
Si aujourd'hui on en est là, de quoi sera fait demain ? les batteries au papier tiendront-elles leurs promesses ? En effet, le problème actuel est d'arriver à stocker à prix et volume réduit une énergie redistribuable très rapidement. Pour le cas d'un moteur électrique de “vraie” moto, une bonne machine devrait pouvoir consommer 300 ampères sans broncher. Si vous vous promenez sur le net, vous verrez que le problème principal de la majorité des conversions de moto est le volume (et le poids) des batteries. Une moto non équipée d'accu denière génération aura un poids considérable, bien plus élevé que son équivalent à moteur essence ! Seulement, vu la différence de prix, il est bien accessible d'utiliser des batteries acide-plomb…

Voici deux liens sur des vraies motos commercialisées … ailleurs !

http://www.zeromotorcycles.com/   (version tout terrain, vidéos disponibles)

http://www.electricmotorsport.com/store/ems_electric_motorcycle_gpr.php 

 

PS: si vous voyez des fautes d'orthographe (je viens d'en voir deux ! ), dites le moi ! merci car je ne prends pas forcément le temps de me relire

 

Le moteur

Le GROS intérêt d'une motocyclette électrique est d'utiliser un moteur électrique

Dit comme ça c,est pas terrible, hein ?

Disons le autrement: sur une machine à essence vous “jetez” 60 à 70% de l'energie par la fenêtre. Ça fait beaucoup …

Dans le cas de moteurs électriques le rendement est, lui , extrêmement intéressant.

En courant continu (cas de la batterie), il existe deux gros types de moteurs électriques: les moteurs “à balais” , les plus anciens, qui balaient des contacts successivement de façon à inverser des champs magnétiques créés par le courant. leur conception est simple mais ils ont deux gros désavantages: premièrement plus ça tourne vite, plus c'est difficile d'avoir de bons contacts, deuxièmement les contacts successifs entraînent une usure importante et un échauffement, donc une perte d'énergie qui peut devenir conséquente quand on veut le maximum de rendement et une fiabilité à long terme. Il semble toutefois que certains modèles récent soient plus performants sur ce point (Agni ?)

Sont donc apparus des moteurs sans balais, dits “brushless” qui contournent le  problème de contacts mécaniques du moteur ancien en utilisant un module électronique spécialisé dit “controleur brushless” . Bien que coûtant beaucoup plus cher, ces systèmes permettent parfois de dépasser largement les 90% de rendement, loin des 35% d'un véhicule à essence ! de plus le moteur ne chauffe que très peu (sur les deux expériences précédentes sur deux mini-motos, j'ai eu au maximum un moteur un peu tiède) 

Monn choix s'est donc immédiatement porté sur le type de moteur brushless

Continuons …

Il y a (encore) deux possibilités pour le moteur

Lors de mes précédents essais je plaçais sur le moteur (brushless bien entendu) un pignon qui entrainait la couronne arrière. Problème: il faut un pignon microscopique sur le moteur et une couronne monstrueuse sur la roue arrière pour obtenir un couple suffisant.

Je pouvais, bien entendu, augmenter encore la couronne arrière mais cela aurait été parfaitement laid et dangereux. 

J'ai donc décidé que le moteur électrique n'était viable pour une machine tout terrrain que s'il était greffé d'une boite de vitesse mais, plutôt que de me lancer dans cette périlleuse aventure, j'ai opté pour une autre solution: un moteur brushless dans la roue.

Désavantage:  la roue est plus lourde

Avantages: simple, pas encombrant, beaucoup plus esthétique, très silencieux, pas de chaine = moins de pertes.

Une photo de ce que ça donne ? la voici

Le moteur choisi est un 1500W (48V) Kelly . Notez que les 1500W peuvent monter à près de 3000W maxi (idem pour le controleur qui peut débiter plus sur une période courte).
Pour le contrôleur pareil: du Kelly mais après avoir testé le 48301 (3Kw 48V) j'ai préféré changer pour une version beaucoup plus performante: 72801 (8Kw, 72V en version waterproof et régénération).

 Voyez les caractéristiques sur http://www.kellycontroller.com/shop/ . Les gens de Kelly sont très sérieux et répondent à vos problèmes particuliers (dans le cas de mon modèle, les couleurs de branchement indiquées ne correspondaient pas au moteur livré).

Avantage de ce contrôleur: il est entièrement paramétrable (par PC). Je l'ai donc réglé pour autoriser au maximum 40 ampères ce qui limitera la consommation sur la batterie qui, malheureusement, n'est pas capable d'assumer correctement toute la puissance nécessaire.

  Le 48301 ou 72801 prennent exactement le même volume
Notez que le dernioer controleur a l'immense avantage de fonctionner entre 24 et 72V !! (en fait il supporte jusqu'à 90V).
En remplaçant ma batterie par une A123 et le moteur par un 72V 6Kw je pourrais théoriquement approcher les quelques 120km/h (!!!) et je doute peu de ne pas y arriver. Le problème se situerait au niveau de la machine qui est déja en limite de stabilité. Une roue avant de 12 pouces arrangerait peut être bien les choses… mais comme on n'a pas le droit de rouler sur la route  à quoi bon ?

Dénuder la bête et la re-vétir autrement, plaisir ou pas ?

A quoi serviraient les pots d'échappement ? à l'esthétique ?

Oui mais … après tout non ! on fait de l'électrique pas de l'imitation moteur à essence

Réservoir viré, moteur enlevé, régulateur …

Nouveau cablage donc ce qui  nous  donne ceci:  

 

   Vous noterez plusieurs détails pour ceux qui connaissent la ZM2: deux LEDs ont été rajoutées sur le contacteur et il y a un afficheur à cristaux liquides (LCD) qui donne les informations vitesse, consommation, kilomètres parcourus . Ce dernier module s'appelle Cycle Analyser.

Sur la Razor, mon premier modèle électrique modifié, j'avais mis un contacteur sur la base d'un système RFID (genre carte à puce mais sous format de porte clef). Ici je préfère pour l'instant utiliser la vraie clef que je complêterai peut être plus tard.

Oui, sur la photo ci-dessus ça parait vide tel que mais  c'est un peu plus compliqué en pratique

D'abord parce que le schéma électrique a été complêtement refait. Achat de nouveaux cables et de nouveaux connecteurs. En fait j'ai tout simplement tout arraché sur la machine, et parce que le montage était moyen, et parce qu'il ne pouvait pas correspondre à une conversion totale de genre: l'utilisation d'ampoules 3W comme éclairage-à-tout-faire c'est pas terrible et je doute qu'elles puissent tenir bien longtemps en vie. Profitons-en pour signaler que j'ai aussi mis des caoutchoucs un peu partout vu la qualité des plastiques et changé quelques pièces en métal-quasi-rouillé-d'origine par de l'aluminium. Oui, vous comprendrez que même si le chassis est globalement assez bien fait et en aluminium, cela reste de la fabrication chinoise avec ce qu'on lui reproche habituellement.

 Comme vous pourrez le voir j'ai remplacé TOUTES les ampoules par des LEDs, même celles qui éclairent les compteurs.

Pour ceux qui ne sauraient pas, les LED (ou DEL) sont l'équivalent des ampoules classiques mais avec une durée de vie extraordinaire, quasiment illimitée à l'echelle du projet, et à consommation dix fois moindre pour le même rapport de puissance. Dans les “anciennes” versions on ne pouvait pas faire beaucoup plus que l'équivalent d'un petit point lumineux. Il existe depuis peu des versions très puissantes. Si l'on parle de consommation énergétique il faut toutefois relativiser l'intérêt de ce qui est fait: un moteur comme celui utilisé ici consomme entre 1000 et 2000W, les 50 ou 100W supplémentaires que vous pourriez utiliser pour l'éclairage ne changeraient pas grand chose à l'autonomie finale  ! Toutefois, dans l'optique d'être à la fois moins consommateur et plus top technologie ça me plaisait beaucoup d'envisager le presque qu'inutile.

Ensuite, ce qui n'est pas évident à réaliser c'est que le gros de toute la gestion logique de cette nouvelle partie se situe dans le contacteur … et celui-ci n'est pas vraiment gros ! Si vous souhaitez faire de même il vous faudra ouvrir aussi au moins le compteur de droite, façon boite de conserve mais en faisant attention à ne pas trop défigurer l'esthétique. Ce compteur est modifié car à l'origine il compte les impulsions envoyées à la bobine d'allumage tandis qu'ici il indique maintenant le courant consommé (0 à 100 ampères)

Voyez le détail du montage sur ces photos:

 

Et oui: c'est pas forcément évident de faire tout rentrer !

Sur la moto j'ai équipé les phares avants de deux LEDs de 5W chacune (10W total) ce qui correspond à 2 fois cinquante watts en ampoules classiques ! Vous voyez l'intérêt ?  les fils d'alimentation peuvent être moins importants, les (grosses) LED chauffent très peu.

Voici une vue du carénage avant  tel qu'il est devenu  

Détail sur un des phares où l'on voit la LED particulière (qui a son électronique intégrée)

Et détail sur la LED du clignotant avant qui, elle, est gérée différemment

N'oublions pas ces quelques détails supplémentaires: remplacement des vis qui rouillent par des vis inoxydables, remplacement de la suspension arrière (en est-ce vraiment une ?) par une “vraie”, déplacement du garde boue car la roue arrière est plus grande que celle d'origine (12 pouces au lieu de 10), enlèvement du frein à disque arrière pour remplacement par un système à tambour, pose du receptacle pour la batterie et du support de contrôleur de charge (BMS), pose du capteur de vitesse de la roue arrière… beaucoup de petits détails ! Sur les prochaines photos ajout de rétroviseurs au programme !

Pour ce qui est de l'éclairage arrière, vous ne verriez pas de changement apparent: les clignotants et le feu arrière sont bien entendus remplacés par des LEDs, le feu stop est fourni par deux LEDs supplémentaires.

Restera également à voir ce que je peux améliorer pour ce qui est de la suspension avant.

L’aspect final

Voici donc à quoi ça ressemble monté et aujourd'hui.

La suspension arrière a été changée

En fait -j'avais oublié de vous le signaler- un autre avantage intéressant des batteries telles que celle-ci, en LiFePo4, est qu'elles fonctionnent jusqu'à -20°C

Je pourrais donc, en gardant la suspension arrière actuelle, l'essayer pour voir mais le problème est qu'il me faudrait la nettoyer ensuite pour la remettre dans mon bureau (et le terrain sur lequel je l'essaierais est plutôt boueux). Je préfère donc attendre de finir tout avant l'essai final qui, théoriquement, devrait me propulser au moins à 50km/h puisque l'ensemble est plutôt léger.

 

Notez que le compte tours (à droite) a été modifié pour indiquer la consommation (0 à 100 ampères), qu'il manque ici la poignée de frein de gauche , le carénage est juste posé et que la tension lue ici (50V) n'est pas de la bonne valeur car un élément de batterie n'est pas connecté, on devrait lire 53,6V.

Ça vous tente de la voir ? Et pourquoi pas si vous passez dans le coin ! Rappel: nous sommes ici au Québec (Canada) et près de Joliette.

Allez sur mon site: www.campingoasisdespins.com

En conclusion je souhaite qu'un jour les autorités comprennent qu'il est du devoir de chacun de regarder vers l'avenir pour en arriver à utiliser des méthodes moins désastreuses pour notre environnement. La fée électricité à tant d'atouts qu'elle mérite qu'on lui consacre un intérêt raisonnable et, tôt ou tard, les pays qui préfèrent promouvoir les énergies limitées et polluantes au détriment des énergies nouvelles bien plus le paieront.