FR3142997A1 - Electric-assisted bicycle - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un vélo à assistance électrique, comprenant ; une roue arrière (1), une roue avant, un pédalier (2) en liaison mécanique avec la roue arrière (1), deux freins mécaniques, un moteur (4) électrique d’assistance (1), alimenté en courant électrique, à partir d’une source de courant continu, par l’intermédiaire d’un onduleur réversible (5), caractérisé en ce que le moteur électrique (4) est un moteur réducté sans roue libre ; la source de courant continu est un module (6) de supercondensateurs (9), contrôlé par un convertisseur (8) ; un capteur (11) de couple de pédalage, et un capteur (12) de vitesse de pédalage sont disposés en liaison avec le pédalier (2) ; un capteur (13) de la vitesse de rotation du moteur électrique (4) est situé dans l’axe de la roue motrice (1) ; un capteur (15) de tension mesure l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9), et une unité électronique (10) de contrôle assure le fonctionnement du convertisseur (8) en fonction du couple de pédalage, de la vitesse de pédalage, de la vitesse de rotation du moteur électrique (4), et de l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9). Figure pour l’abrégé : Figure 1The invention relates to an electrically assisted bicycle, comprising; a rear wheel (1), a front wheel, a crankset (2) in mechanical connection with the rear wheel (1), two mechanical brakes, an electric assistance motor (4) (1), supplied with electric current, with from a direct current source, via a reversible inverter (5), characterized in that the electric motor (4) is a geared motor without freewheel; the direct current source is a module (6) of supercapacitors (9), controlled by a converter (8); a pedaling torque sensor (11), and a pedaling speed sensor (12) are provided in connection with the crankset (2); a sensor (13) of the rotation speed of the electric motor (4) is located in the axis of the drive wheel (1); a voltage sensor (15) measures the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9), and an electronic control unit (10) ensures the operation of the converter (8) as a function of the pedaling torque, the pedaling speed, the rotational speed of the electric motor (4), and the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9). Figure for abstract: Figure 1
Description
L’invention concerne un vélo à assistance électrique, ou VAE, comprenant une roue arrière, une roue avant, deux freins mécaniques, un pédalier en liaison mécanique avec la roue arrière, un moteur électrique servant pour l’assistance ou pour la conversion de l’énergie cinétique en électricité en mode génératrice, alimenté en courant électrique à partir d’une source de courant continu, par l’intermédiaire d’un onduleur réversible.The invention relates to an electrically assisted bicycle, or VAE, comprising a rear wheel, a front wheel, two mechanical brakes, a pedal in mechanical connection with the rear wheel, an electric motor used for assistance or for the conversion of the kinetic energy into electricity in generator mode, supplied with electric current from a direct current source, via a reversible inverter.
Les VAE utilisent en général comme source de courant continu des batteries d’accumulateurs qui d’une part sont en général lourdes, et d’autre part ont besoin de quelques heures pour se charger avant utilisation et se déchargent lentement, ce qui n’est pas favorable en cas d’effort intense comme au démarrage ou en ascension à pente raide du VAE.VAEs generally use accumulator batteries as a source of direct current which, on the one hand, are generally heavy, and on the other hand, need a few hours to charge before use and discharge slowly, which is not not favorable in the event of intense effort such as when starting or ascending a steep slope of the e-bike.
Il est également connu par le document WO 2014/169305, que le moteur électrique apporte son assistance au pédalier, en fonction de la vitesse imposée au VAE et mesurée au niveau du pédalier.It is also known from document WO 2014/169305 that the electric motor provides assistance to the pedal board, depending on the speed imposed on the VAE and measured at the pedal board.
L’un des buts de l’invention est de proposer un VAE sans batterie d’accumulateurs, et sans recharge externe.One of the aims of the invention is to propose an VAE without accumulator battery, and without external recharging.
Un autre but de l’invention est de proposer un VAE à recharge d’énergie par l’utilisateur du VAE.Another aim of the invention is to propose an VAE with energy recharging by the user of the VAE.
Un autre but de l’invention est de proposer un VAE dont la recharge en énergie est assurée par l’utilisateur en fonction de son seuil de fatigue.Another aim of the invention is to propose an VAE whose energy recharge is ensured by the user according to their fatigue threshold.
La présente invention a pour objet un vélo à assistance électrique, comprenant : une roue arrière, une roue avant, un pédalier en liaison mécanique avec la roue arrière, un moteur électrique d’assistance, alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que :
- le moteur électrique est un moteur sans roue libre ;
- le courant électrique est fourni par un module de supercondensateurs contrôlé par un convertisseur,
- au moins un capteur de couple de pédalage et au moins un capteur de vitesse de pédalage sont disposés en liaison avec le pédalier ;
- un capteur de vitesse de rotation contrôle la vitesse de rotation du moteur électrique;
- un capteur de tension mesure l’état de charge du module de supercondensateurs ; et
- une unité électronique de contrôle assure le fonctionnement du convertisseur en fonction du couple de pédalage, de la vitesse de pédalage, de la vitesse de rotation du moteur électrique, et de l’état de charge du module de supercondensateurs.
The present invention relates to an electrically assisted bicycle, comprising: a rear wheel, a front wheel, a crankset in mechanical connection with the rear wheel, an electric assistance motor, supplied with electric current, characterized in that:
- the electric motor is a motor without freewheel;
- the electric current is supplied by a supercapacitor module controlled by a converter,
- at least one pedaling torque sensor and at least one pedaling speed sensor are arranged in connection with the crankset;
- a rotation speed sensor controls the rotation speed of the electric motor;
- a voltage sensor measures the state of charge of the supercapacitor module; And
- an electronic control unit ensures the operation of the converter as a function of the pedaling torque, the pedaling speed, the rotational speed of the electric motor, and the state of charge of the supercapacitor module.
La présente invention a pour objet un vélo à assistance électrique, comprenant : une roue arrière, une roue avant, deux freins mécaniques, un pédalier en liaison mécanique avec la roue arrière, un moteur électrique d’assistance, alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que :
- le moteur électrique est un moteur sans roue libre ;
- le courant électrique est fourni à partir d’un module de supercondensateurs contrôlé par un convertisseur ;
- un moyen assure la détection du freinage mécanique ;
- un capteur de tension mesure l’état de charge du module de supercondensateurs ; et
- une unité électronique de contrôle assure le fonctionnement en génératrice du moteur électrique pour la recharge de la réserve d’énergie constituée par le module de supercondensateurs en fonction de l’état de charge du module de supercondensateurs dès lors que le freinage mécanique est détecté.The present invention relates to an electrically assisted bicycle, comprising: a rear wheel, a front wheel, two mechanical brakes, a pedal in mechanical connection with the rear wheel, an electric assistance motor, supplied with electric current, characterized in that :
- the electric motor is a motor without freewheel;
- the electric current is supplied from a supercapacitor module controlled by a converter;
- a means ensures the detection of mechanical braking;
- a voltage sensor measures the state of charge of the supercapacitor module; And
- an electronic control unit ensures operation as a generator of the electric motor for recharging the energy reserve constituted by the supercapacitor module as a function of the state of charge of the supercapacitor module as soon as mechanical braking is detected.
Selon un mode de réalisation, le moteur électrique est un moteur réducté sans roue libre.According to one embodiment, the electric motor is a geared motor without freewheeling.
Selon un mode de réalisation le moteur électrique est un moteur à entraînement direct.According to one embodiment, the electric motor is a direct drive motor.
Selon un mode de réalisation le moteur électrique est situé dans le moyeu de la roue arrière.According to one embodiment, the electric motor is located in the hub of the rear wheel.
Selon un mode de réalisation le moteur électrique est situé dans le moyeu de la roue avant.According to one embodiment, the electric motor is located in the hub of the front wheel.
Selon un mode de réalisation le capteur de la vitesse de rotation du moteur électrique est situé dans l’axe de la roue portant le moteur électrique.According to one embodiment, the rotation speed sensor of the electric motor is located in the axis of the wheel carrying the electric motor.
Selon un mode de réalisation, le capteur de la vitesse de rotation du moteur électrique est situé sur les rayons d’une des roues.According to one embodiment, the rotation speed sensor of the electric motor is located on the spokes of one of the wheels.
Selon un mode de réalisation, le capteur de couple de pédalage est intégré dans le moteur.According to one embodiment, the pedaling torque sensor is integrated into the motor.
Selon un mode de réalisation, le capteur de vitesses de pédalage est intégré dans le moteur.According to one embodiment, the pedaling speed sensor is integrated into the motor.
Selon un mode de réalisation, le moyen de détection du freinage mécanique est constitué par au moins un capteur.According to one embodiment, the mechanical braking detection means is constituted by at least one sensor.
Selon un mode de réalisation, le moyen de détection du freinage mécanique est constitué par au moins un contacteur.According to one embodiment, the mechanical braking detection means is constituted by at least one contactor.
Selon un mode de réalisation, la liaison mécanique entre le pédalier et la roue arrière est assurée par chaîne, courroie ou cardan.According to one embodiment, the mechanical connection between the crankset and the rear wheel is provided by chain, belt or universal joint.
Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle est reliée à au moins un capteur de la température du module de supercondensateurs.According to one embodiment, the electronic control unit is connected to at least one temperature sensor of the supercapacitor module.
Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle est reliée à au moins un capteur de la température du moteur électrique.According to one embodiment, the electronic control unit is connected to at least one temperature sensor of the electric motor.
Selon un mode de réalisation, un capteur de tension mesure l’état de charge de chacun des supercondensateurs du module de supercondensateurs.According to one embodiment, a voltage sensor measures the state of charge of each of the supercapacitors of the supercapacitor module.
Selon un mode de réalisation, la commande d’au moins un frein mécanique du vélo entraîne l’envoi à l’unité électronique d’un signal déclenchant :
- la désactivation de l’assistance du moteur ;
- l’application du freinage moteur.According to one embodiment, controlling at least one mechanical brake of the bicycle causes a triggering signal to be sent to the electronic unit:
- deactivation of engine assistance;
- application of engine braking.
Selon un mode de réalisation, l’unité électronique de contrôle contrôle en permanence,viale capteur de l’état de charge du module de supercondensateurs, que l’état de charge du module de supercondensateurs reste toujours inférieur à 100%.According to one embodiment, the electronic control unit continuously monitors, via the sensor of the state of charge of the supercapacitor module, that the state of charge of the supercapacitor module always remains less than 100%.
L’invention est décrite ci-après en référence au dessin annexé qui représente :The invention is described below with reference to the appended drawing which represents:
Un VAE équipé d’un système d’assistance électrique selon l’invention comporte, un cadre, une roue avant, une roue arrière 1, deux freins mécaniques et un pédalier 2 relié à la roue arrière 1 par exemple par une chaîne 3. Le système d’assistance électrique comporte un moteur 4, un onduleur réversible 5, un convertisseur 8, un module 6 de supercondensateurs 9, et une unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8. Un circuit électrique 7 de liaison est disposé entre l’onduleur réversible 5 et le convertisseur 8. Un circuit électrique 19 de liaison est disposé entre le convertisseur 8 et le module 6 de supercondensateurs 9. Une liaison 18 de commande du convertisseur 8 est disposée entre l’unité électronique 10 et le convertisseur 8.An e-bike equipped with an electrical assistance system according to the invention comprises a frame, a front wheel, a rear wheel 1, two mechanical brakes and a pedal 2 connected to the rear wheel 1 for example by a chain 3. The electrical assistance system comprises a motor 4, a reversible inverter 5, a converter 8, a module 6 of supercapacitors 9, and an electronic unit 10 for controlling the converter 8. An electrical connection circuit 7 is arranged between the reversible inverter 5 and the converter 8. An electrical connection circuit 19 is arranged between the converter 8 and the module 6 of supercapacitors 9. A connection 18 for controlling the converter 8 is arranged between the electronic unit 10 and the converter 8.
Le pédalier 2 comporte au moins un capteur 11 de couple de pédalage, et au moins un capteur 12 de vitesse de pédalage. Le moteur électrique 4 comporte au moins un capteur 13 de la vitesse de rotation du moteur 4, et au moins un capteur 14 de la température du moteur 4. Un capteur 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9 est disposé sur le circuit 19 de liaison entre le convertisseur 8 et le module 6 de supercondensateurs 9. Au moins un capteur 16 de la température du module 6 de supercondensateurs 9 est disposé sur le module 6. Au moins un capteur 17 détecte le déclenchement d’un freinage mécanique par l’utilisateur du vélo. Les capteurs 11-17 sont tous reliés à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8.The crankset 2 comprises at least one pedaling torque sensor 11, and at least one pedaling speed sensor 12. The electric motor 4 comprises at least one sensor 13 of the rotation speed of the motor 4, and at least one sensor 14 of the temperature of the motor 4. A sensor 15 of the state of charge of the module 6 of supercapacitors 9 is arranged on the circuit 19 connecting the converter 8 and the module 6 of supercapacitors 9. At least one sensor 16 of the temperature of the module 6 of supercapacitors 9 is arranged on the module 6. At least one sensor 17 detects the triggering of braking mechanical by the user of the bicycle. The sensors 11-17 are all connected to the electronic unit 10 for controlling the converter 8.
Selon l’invention, le moteur électrique 4 est un moteur réducté sans roue libre, placé dans le moyeu de la roue arrière 1. Le rotor du moteur 4 est couplé à la roue arrière 1 par l’intermédiaire d’un réducteur de vitesse. Par conception, un moteur réducté est un moteur équipé d’une roue libre interne et d’un engrenage planétaire. Il est plus léger qu’un moteur classique. La roue libre interne permet de n’avoir aucune résistance au roulage.According to the invention, the electric motor 4 is a reduced motor without freewheel, placed in the hub of the rear wheel 1. The rotor of the motor 4 is coupled to the rear wheel 1 via a speed reducer. By design, a geared motor is a motor equipped with an internal freewheel and a planetary gear. It is lighter than a conventional engine. The internal freewheel allows for no rolling resistance.
Selon l’invention, le moteur 4 utilisé est un moteur réducté sans roue libre interne, ce qui assure au moteur 4, pendant les phases de freinage, ou de roulage en dessous du seuil de fatigue de l’utilisateur y compris en descente, un fonctionnement en génératrice pour le rechargement de la réserve d’énergie constituée par le module 6 de supercondensateurs 9. Le convertisseur 8 assure en particulier le contrôle de la variation de la valeur de la tension continue entre d’une part l’onduleur réversible 5 et d’autre part le module 6 de supercondensateurs 9. Il assure aussi le contrôle des flux de puissance entre d’une part le module 6 de supercondensateurs 9 et le moteur 4 pendant les périodes d’assistance électrique au vélo. Ainsi, le moteur électrique 4 est un moteur réducté sans roue libre, pour assurer alternativement un fonctionnement en moteur de propulsion du VAE en assistance à l’utilisateur, et un fonctionnement en génératrice de courant électrique pour assurer la recharge des supercondensateurs lors des phases de freinage moteur et pendant les phases de déplacement lorsque l’effort est en dessous du seuil de fatigue.According to the invention, the motor 4 used is a reduced motor without an internal free wheel, which ensures that the motor 4, during the braking phases, or when driving below the user's fatigue threshold, including when descending, has a operation as a generator for recharging the energy reserve constituted by the module 6 of supercapacitors 9. The converter 8 ensures in particular the control of the variation of the value of the direct voltage between on the one hand the reversible inverter 5 and on the other hand the module 6 of supercapacitors 9. It also ensures the control of the power flows between on the one hand the module 6 of supercapacitors 9 and the motor 4 during periods of electrical assistance to the bicycle. Thus, the electric motor 4 is a reduced motor without freewheeling, to alternately ensure operation as a propulsion motor of the VAE to assist the user, and operation as an electric current generator to ensure the recharging of the supercapacitors during the phases of engine braking and during movement phases when the effort is below the fatigue threshold.
Le module 6 comprend plusieurs supercondensateurs 9, utilisés comme cellules de stockage d’énergie électrique dès que le vélo est en mouvement ou comme source de puissance électrique en phases d’accélération. Contrairement à une batterie, les supercondensateurs sont des petits composants, facilement intégrables mécaniquement dans le vélo. De plus, ils ont une grande sécurité qui permet de les intégrer directement à la carte électronique de contrôle. A titre d’exemple, les supercondensateurs 9 sont logés dans des tubes extrudés servant de châssis au porte-bagages situé au-dessus de la roue arrière du VAE. La réserve de stockage d’énergie constituée par le module 6 de supercondensateurs 9 présente plusieurs avantages par rapport à une batterie d’accumulateurs, et en particulier, une masse plus faible, une durée de charge plus courte, une durée de vie plus longue et des pertes de transfert moindres.Module 6 includes several supercapacitors 9, used as electrical energy storage cells as soon as the bicycle is in motion or as a source of electrical power during acceleration phases. Unlike a battery, supercapacitors are small components, easily integrated mechanically into the bicycle. In addition, they have great security which allows them to be integrated directly into the electronic control card. For example, the supercapacitors 9 are housed in extruded tubes serving as a chassis for the luggage rack located above the rear wheel of the VAE. The energy storage reserve constituted by the module 6 of supercapacitors 9 has several advantages compared to a battery of accumulators, and in particular, a lower mass, a shorter charging duration, a longer lifespan and lower transfer losses.
Selon l’invention, un contrôle permanentviale capteur 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9 assure la vérification que l’état de charge du module de supercondensateurs reste toujours inférieur à 100%. According to the invention, permanent monitoring via the sensor 15 of the state of charge of the module 6 of supercapacitors 9 ensures verification that the state of charge of the supercapacitor module always remains less than 100%.
Le fonctionnement du VAE selon l’invention s’analyse de la façon suivante.The operation of the VAE according to the invention can be analyzed as follows.
L’utilisateur se met en place sur le vélo et l’entraîne par le pédalier 2. Les capteurs 11 de couple de pédalage, et 12 de vitesse de pédalage envoient leurs signaux à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8. Les capteurs 13 de vitesse de rotation du moteur 4, 14 de la température du moteur 4, 15 de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs 9, et 16 de la température du module 6 de supercondensateurs 9, envoient leurs signaux à l’unité électronique 10 de contrôle du convertisseur 8.The user places himself on the bicycle and drives it by the crankset 2. The pedaling torque sensors 11 and 12 pedaling speed send their signals to the electronic unit 10 for controlling the converter 8. The sensors 13 of the rotation speed of the motor 4, 14 of the temperature of the motor 4, 15 of the state of charge of the module 6 of supercapacitors 9, and 16 of the temperature of the module 6 of supercapacitors 9, send their signals to the unit electronics 10 for controlling the converter 8.
Pendant la phase de démarrage, l’utilisateur appuie sur la pédale et le capteur de couple de pédalage informe du besoin d’assistance électrique l’unité électronique 10 qui commande le convertisseur 8 pour que l’énergie électrique disponible dans le module 6 de supercondensateurs 9 alimente le moteur 4 par l’intermédiaire de l’onduleur réversible 5. Ainsi, pendant les phases de démarrage, d’accélération, ou de montée, l’assistance électrique est assurée, comme dans les VAE classiques, par prélèvement sur la réserve d’énergie disponible.During the start-up phase, the user presses the pedal and the pedaling torque sensor informs of the need for electrical assistance the electronic unit 10 which controls the converter 8 so that the electrical energy available in the supercapacitor module 6 9 powers the motor 4 via the reversible inverter 5. Thus, during the start-up, acceleration, or climb phases, electrical assistance is provided, as in conventional VAEs, by drawing from the reserve available energy.
L’unité électronique 10 de contrôle du fonctionnement du convertisseur 8 reçoit les signaux électroniques des capteurs précités et délivre des signaux de commande au convertisseur 8, pour commander, en fonction des besoins du VAE, dans les limites autorisées par les températures des différents composants, le sens de circulation du courant dans le convertisseur 8, soit vers le moteur 4 pour l’assistance électrique, soit vers le module 6 de supercondensateurs 9 pour la recharge de la réserve d’énergie.The electronic unit 10 for controlling the operation of the converter 8 receives the electronic signals from the aforementioned sensors and delivers control signals to the converter 8, to control, depending on the needs of the VAE, within the limits authorized by the temperatures of the different components, the direction of current flow in the converter 8, either towards the motor 4 for electrical assistance, or towards the module 6 of supercapacitors 9 for recharging the energy reserve.
L’unité électronique de contrôle 10 analyse d’une part la vitesse de rotation du moteur électrique 4 et d’autre part le couple appliqué au pédalier par l’utilisateur. Elle en déduit le besoin éventuel d’assistance de l’utilisateur en fonction de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs, ou l’opportunité d’une recharge des supercondensateurs.The electronic control unit 10 analyzes on the one hand the rotation speed of the electric motor 4 and on the other hand the torque applied to the pedal board by the user. It deduces the possible need for user assistance depending on the state of charge of the supercapacitor module 6, or the opportunity to recharge the supercapacitors.
L’utilisation d’un moteur réducté sans roue libre permet de connaître la vitesse de rotation de la roue via la vitesse du moteur. L’unité électronique de contrôle 10 analyse le rapport de vitesses grâce à la vitesse de rotation de la roue et à la vitesse de pédalage, pour mieux ajuster l’assistance. Si le besoin est élevé mais que l’utilisateur n’utilise pas le bon rapport de vitesses, cela signifie qu’avant d’utiliser l’assistance il vaudrait mieux changer de rapport de vitesses. Ainsi, pour le même niveau d’effort, l’aide est moindre avec un rapport de vitesses qui pourrait être amélioré que lorsque le rapport de vitesse est déjà le meilleur possible physiquement.The use of a reduced motor without a freewheel makes it possible to know the rotation speed of the wheel via the speed of the motor. The electronic control unit 10 analyzes the gear ratio using the rotation speed of the wheel and the pedaling speed, to better adjust the assistance. If the need is high but the user is not using the correct gear ratio, this means that before using the assistance it would be better to change the gear ratio. Thus, for the same level of effort, the help is less with a gear ratio that could be improved than when the gear ratio is already the best physically possible.
Dans un VAE classique, la commande manuelle de l’un des leviers de frein assure la coupure de l’alimentation électrique du moteur et donc de l’assistance apportée par le moteur. Chacun des leviers de frein est muni d’un contacteur ou d’un capteur pour couper l’assistance du moteur en cas de commande d’un levier de frein.In a classic VAE, the manual control of one of the brake levers ensures that the electrical power supply to the motor and therefore the assistance provided by the motor is cut off. Each of the brake levers is equipped with a contactor or a sensor to cut off the motor assistance in the event of a brake lever being controlled.
Selon l’invention, la commande d’un premier levier de frein assure, au moyen du capteur 17, l’envoi à l’unité électronique 10 d’un signal déclenchant la désactivation de la fonction d’assistance du moteur électrique, mais aussi l’application du freinage moteur et la récupération d’énergie électrique, le moteur fonctionnant en génératrice. La commande du premier levier de frein assure le renforcement du freinage moteur et de la récupération d’énergie. La commande, ultérieure ou simultanée, du deuxième levier de frein assure l’augmentation significative du freinage moteur et de la récupération d’énergie.According to the invention, the control of a first brake lever ensures, by means of the sensor 17, the sending to the electronic unit 10 of a signal triggering the deactivation of the assistance function of the electric motor, but also the application of engine braking and the recovery of electrical energy, the engine operating as a generator. Control of the first brake lever ensures increased engine braking and energy recovery. The subsequent or simultaneous control of the second brake lever ensures a significant increase in engine braking and energy recovery.
Le freinage mécanique est obtenu par pression sur les leviers de frein au-delà du déclenchement du capteur 17 pour couper l’assistance du moteur. Le freinage mécanique est utilisé en situation de freinage rapide, ou d’urgence.Mechanical braking is obtained by pressing the brake levers beyond the triggering of sensor 17 to cut off motor assistance. Mechanical braking is used in rapid braking or emergency situations.
L’utilisation d’un moteur réducté sans roue libre, ou d’un moteur à entraînement direct (direct drive), et d’un module de supercondensateurs acceptant des puissances importantes en délai court, permet d’utiliser le moteur en génératrice pour bénéficier d’un freinage moteur important et d’une récupération d’énergie significative, en fonction de l’état de charge du module 6 de supercondensateurs et dans les limites autorisées par les températures des différents composants.The use of a reduced motor without freewheeling, or of a direct drive motor, and a supercapacitor module accepting significant powers in a short time, allows the motor to be used as a generator to benefit from significant engine braking and significant energy recovery, depending on the state of charge of the supercapacitor module 6 and within the limits authorized by the temperatures of the different components.
Pendant les phases de déplacement sans contrainte particulière, à partir des données reçues du capteur 11 de couple de pédalage, et du capteur 12 de vitesse de pédalage, l’unité électronique 10 détermine une valeur CL de couple limite correspondant au seuil de fatigue de l’utilisateur.During the movement phases without any particular constraint, from the data received from the pedaling torque sensor 11, and from the pedaling speed sensor 12, the electronic unit 10 determines a limit torque value CL corresponding to the fatigue threshold of the 'user.
Par ailleurs, elle reçoit, en temps réel tout le long des tours de pédale, l’information Cu du couple utile au déplacement du vélo. La comparaison des deux valeurs permet de constater qu’entre Cu et CL, il y a au moins une valeur Cr de couple de recharge supérieure ou égale à Cu, et dont la différence avec Cu permet de recharger les supercondensateurs sans fatigue notable de l’utilisateur.Furthermore, it receives, in real time throughout the pedal revolutions, the information Cu of the torque useful for moving the bicycle. Comparison of the two values allows us to see that between Cu and CL, there is at least one Cr value of recharge torque greater than or equal to Cu, and whose difference with Cu makes it possible to recharge the supercapacitors without notable fatigue of the user.
Selon l’invention, une commande manuelle pour un faible déplacement d’un levier de frein mécanique assure, au moyen du capteur 17 et de l’unité électronique 10, le fonctionnement du vélo avec le couple Cr de recharge des supercondensateurs 9. Avec un couple Cr inférieur au couple limite CL, et légèrement supérieur au couple utile Cu de déplacement du VAE, une faible puissance est récupérée pendant la durée assez longue du déplacement, de façon à assurer une recharge conséquente du module 6 des supercondensateurs 9. Ainsi, l’unité électronique 10 permet d’assurer une gestion de l’assistance apportée par l’utilisateur à la recharge de la réserve d’énergie constituée par les supercondensateurs.According to the invention, a manual control for a slight movement of a mechanical brake lever ensures, by means of the sensor 17 and the electronic unit 10, the operation of the bicycle with the torque Cr for recharging the supercapacitors 9. With a torque Cr less than the limit torque CL, and slightly higher than the useful torque Cu for moving the VAE, a low power is recovered during the fairly long duration of the movement, so as to ensure a substantial recharge of the module 6 of the supercapacitors 9. Thus, the The electronic unit 10 makes it possible to manage the assistance provided by the user in recharging the energy reserve constituted by the supercapacitors.
En fonction du couple de pédalage mesuré et de la vitesse de pédalage assurée par la cadence de pédalage de l’utilisateur, l’unité électronique de contrôle 10 assure le pilotage automatique des phases de stockage d’énergie, et d’assistance au moteur électrique 4, indépendamment des pratiques de l’utilisateur pour optimiser la gestion de l’énergie électrique stockée dans le module 6 de supercondensateurs 9.Depending on the measured pedaling torque and the pedaling speed ensured by the user's pedaling cadence, the electronic control unit 10 ensures automatic control of the energy storage and electric motor assistance phases. 4, independently of the user's practices to optimize the management of the electrical energy stored in the module 6 of supercapacitors 9.
Autrement dit, alors que les VAE classiques n’assurent la gestion que de l’apport d’énergie complémentaire, le VAE selon l’invention assure, en plus, la gestion de l’énergie de l’utilisateur pour la recharge de la réserve d’énergie complémentaire.In other words, while conventional VAEs only manage the supply of additional energy, the VAE according to the invention also ensures the management of the user's energy for recharging the reserve. additional energy.
Claims (18)
- le moteur électrique (4) est un moteur sans roue libre ;
- le courant électrique est fourni par un module (6) de supercondensateurs (9), contrôlé par un convertisseur (8) ;
- au moins un capteur (11) de couple de pédalage et au moins un capteur (12) de vitesse de pédalage sont disposés en liaison avec le pédalier (2) ;
- un capteur (13) de vitesse de rotation contrôle la vitesse de rotation du moteur électrique (4) ;
- un capteur (15) de tension mesure l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9) ; et
- une unité électronique (10) de contrôle assure le fonctionnement du convertisseur (8) en fonction du couple de pédalage, de la vitesse de pédalage, de la vitesse de rotation du moteur électrique (4), et de l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9).Electrically assisted bicycle, comprising: a rear wheel (1), a front wheel, a crankset (2) in mechanical connection with the rear wheel (1), an electric assistance motor (4), supplied with electric current, characterized in that :
- the electric motor (4) is a motor without freewheel;
- the electric current is supplied by a module (6) of supercapacitors (9), controlled by a converter (8);
- at least one pedaling torque sensor (11) and at least one pedaling speed sensor (12) are arranged in connection with the crankset (2);
- a rotation speed sensor (13) controls the rotation speed of the electric motor (4);
- a voltage sensor (15) measures the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9); And
- an electronic control unit (10) ensures the operation of the converter (8) as a function of the pedaling torque, the pedaling speed, the rotation speed of the electric motor (4), and the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9).
- le moteur électrique (4) est un moteur sans roue libre ;
- le courant électrique est fourni à partir d’un module (6) de supercondensateurs (9) contrôlé par un convertisseur (8) ;
- un moyen (17) assure la détection du freinage mécanique ;
- un capteur (15) de tension mesure l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9) ; et
- une unité électronique (10) de contrôle assure le fonctionnement en génératrice du moteur électrique (4) pour la recharge de la réserve d’énergie constituée par le module (6) de supercondensateurs (9) en fonction de l’état de charge du module (6) de supercondensateurs (9) dès lors que le freinage mécanique est détecté.Electrically assisted bicycle, comprising: a rear wheel (1), a front wheel, two mechanical brakes, a pedal board (2) in mechanical connection with the rear wheel (1), an electric assistance motor (4), powered by electric current, characterized in that:
- the electric motor (4) is a motor without freewheel;
- the electric current is supplied from a module (6) of supercapacitors (9) controlled by a converter (8);
- a means (17) ensures the detection of mechanical braking;
- a voltage sensor (15) measures the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9); And
- an electronic control unit (10) ensures generator operation of the electric motor (4) for recharging the energy reserve constituted by the module (6) of supercapacitors (9) depending on the state of charge of the module (6) of supercapacitors (9) as soon as mechanical braking is detected.
- la désactivation de l’assistance du moteur (4),
- l’application du freinage moteur.Electrically assisted bicycle according to one of claims 2 to 6 and 11 to 16, characterized in that the control of at least one mechanical brake of the bicycle results in the sending of a triggering signal to the electronic unit (10). :
- deactivation of engine assistance (4),
- application of engine braking.
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|---|---|---|---|
| FR2213109A FR3142997A1 (en) | 2022-12-09 | 2022-12-09 | Electric-assisted bicycle |
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Citations (3)
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| CN202911902U (en) * | 2012-09-25 | 2013-05-01 | 靳永军 | Electro-mechanical transformation portable bicycle |
| WO2014169305A1 (en) | 2013-04-19 | 2014-10-23 | Lohnerwerke Gmbh | Electric two-wheeled vehicle |
| FR3052740A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-22 | Adrien Lelievre | ELECTRICAL ASSISTANCE SYSTEM FOR CYCLE |
-
2022
- 2022-12-09 FR FR2213109A patent/FR3142997A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN202911902U (en) * | 2012-09-25 | 2013-05-01 | 靳永军 | Electro-mechanical transformation portable bicycle |
| WO2014169305A1 (en) | 2013-04-19 | 2014-10-23 | Lohnerwerke Gmbh | Electric two-wheeled vehicle |
| FR3052740A1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-12-22 | Adrien Lelievre | ELECTRICAL ASSISTANCE SYSTEM FOR CYCLE |
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