développement des vélos électriques
La conception et le développement des vélos électriques est une entreprise pluridisciplinaire qui allie l'innovation dans les domaines de l'ingénierie mécanique, de l'ingénierie électrique et de la conception industrielle.
vélos électriques et mobilité urbaine
Les vélos électriques sont en train de transformer la mobilité urbaine et le transport personnel. Combinant la mécanique traditionnelle des bicyclettes avec une ingénierie électrique de pointe, les vélos électriques offrent un mode de transport durable, efficace et de plus en plus populaire. À l'heure actuelle, les vélos électriques représentent jusqu'à 70% des ventes de toutes les bicyclettes.
Le concept de vélo électrique remonte à la fin du XIXe siècle, mais ce n'est qu'au cours des dernières décennies que les progrès réalisés dans le domaine de la technologie des batteries, des moteurs électriques et de la science des matériaux les ont rendus pratiques et accessibles. Les vélos électriques modernes sont le résultat d'une innovation continue visant à améliorer les performances, l'autonomie et l'expérience de l'utilisateur.
cadres pour vélos électriques
Le cadre est la base d'un vélo électrique, conçu pour supporter le poids et les contraintes supplémentaires du moteur et de la batterie. Les matériaux les plus courants sont l'aluminium, léger et abordable, qui offre un bon équilibre entre résistance et poids. Une autre option consiste à travailler avec la fibre de carbone, qui est très légère et résistante, mais plus chère, et souvent utilisée dans les modèles de haute performance.
La conception du cadre doit garantir l'intégrité structurelle, la répartition optimale du poids et l'esthétique. Nos ingénieurs utilisent des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) pour créer des modèles précis et simuler des tests de résistance.
moteur et batterie
Le moteur est le cœur d'un vélo électrique, car il fournit l'énergie nécessaire. Il en existe trois types principaux :
- Les moteurs de moyeu avant sont situés dans le moyeu de la roue avant. Ils sont plus faciles à installer mais peuvent affecter la direction.
- Les moteurs des moyeux arrière sont situés dans le moyeu de la roue arrière, ce qui permet une meilleure traction et une expérience de conduite plus naturelle.
- Les moteurs Mid-Drive sont positionnés près du pédalier du vélo, ils fournissent la puissance directement à la transmission du vélo, offrant une répartition du poids et une efficacité supérieures, en particulier sur les terrains vallonnés.
La batterie alimente le moteur et a un impact significatif sur l'autonomie et les performances du vélo électrique. Les batteries lithium-ion sont la norme en raison de leur haute densité énergétique, de leur longue durée de vie et de leur poids relativement faible. Les principaux éléments à prendre en compte dans la conception de la batterie sont les suivants :
- La capacité, mesurée en wattheures (Wh), détermine la distance qu'un vélo électrique peut parcourir avec une seule charge.
- Emplacement. Les batteries peuvent être montées sur le cadre, intégrées au cadre ou placées sur un porte-bagages arrière, ce qui influe sur l'équilibre et l'esthétique du vélo. Aujourd'hui, la norme veut que les batteries soient intégrées dans le tube diagonal ou le tube de selle.
contrôleur et capteurs
Le contrôleur régule le flux d'énergie entre la batterie et le moteur en fonction des données fournies par les capteurs et le cycliste. Il assure une accélération en douceur et une utilisation efficace de l'énergie. L'unité d'affichage, généralement montée sur le guidon, fournit des informations vitales telles que la vitesse, le niveau de la batterie et l'autonomie. Les écrans avancés peuvent également offrir des fonctions de navigation et de connectivité.
Les capteurs sont essentiels pour une assistance moteur réactive et efficace. Les types les plus courants sont les suivants :
- Des capteurs de couple mesurent la force appliquée aux pédales, ce qui permet au moteur de fournir une assistance proportionnelle.
- Les capteurs de vitesse surveillent la vitesse du vélo, ce qui permet de fournir une assistance au moment opportun.
- Les capteurs de cadence détectent la vitesse de pédalage et ajustent la puissance du moteur en conséquence.
stratégie
Le processus de conception des vélos électriques commence par la création de concepts et la recherche.
Nous commençons par étudier l'utilisation du vélo, les observations des cyclistes, les conditions de conduite, les limites technologiques, les possibilités d'innovation, l'identité de l'entreprise et bien d'autres facteurs importants pour la réussite d'un projet de design.
Nous développons également des idées détaillées sur la géométrie, la cinématique, la transmission, les composants et la stratégie de dimensionnement.
L'étude aboutit à un document stratégique qui définit clairement l'axe d'innovation, les risques potentiels et l'identité visuelle du nouveau vélo de montagne, et qui sert de guide stratégique tout au long du projet.
développement du concept
Grâce à des cycles rapides d'esquisses de nos concepteurs principaux étudier de nombreuses idées de conception de vélos électriques et les tester avec des maquettes préliminaires.
Nous identifions et choisissons la meilleure direction de conception de vélos électriques parmi toutes les idées possibles et faisons des choix basés sur les tests, l'expérience et la stratégie.
Au cours de la phase de conception, nous organisons une séance d'information avec votre équipe. Nous présentons des orientations sous forme de croquis, des solutions fonctionnelles et techniques, des solutions de fabrication et des maquettes.
Avec votre équipe, nous discutons de l'objectif, du risque, du niveau d'ambition et nous poussons l'orientation de la conception vers un concept qui sera développé ultérieurement.
ingénierie
La première étape importante lors de la conception de nouveaux vélos électriques est d'amener le concept à un premier prototype entièrement fonctionnel. Ce premier prototype est appelé P1.
Pour ce faire, nous utilisons un puissant logiciel de CAO en 3D à développer le vélo. Nous concevons toutes les pièces du cadre, les pivots, les roulements, les bascules et intégrons les composants standard. Parallèlement, nous sélectionnons les matériaux, les méthodes de production, les traitements, les revêtements et les couleurs possibles.
Pour obtenir des performances maximales avec un poids minimal, nous utilisons des simulations CAO en 3D et des tests avec des prototypes.
En plus d'un ensemble de fichiers CAO 3D, une nomenclature et un premier ensemble succinct de dessins en 2D sont réalisés lors de la transition vers la production du premier prototype P1.
prototyping
Nous construisons des prototypes aussi bien pendant la phase de conception que pendant la phase d'ingénierie. Les premiers prototypes ressemblent davantage à des maquettes et peuvent être imprimés en 3D. Ils servent principalement à tester les formes finales, l'ergonomie et les solutions techniques.
A la fin de la phase d'ingénierie nous construisons le premier prototype P1 entièrement fonctionnel. Ces prototypes sont de haute qualité, souvent fraisés par CNC, revêtus, avec des graphiques et entièrement fonctionnels.
Le prototype P1 sera testé sur les plans fonctionnel, ergonomique et des performances. Nous documentons tous les enseignements et développons des améliorations en termes de stabilité, de coût, de poids et de performances. La plupart du temps, cela aboutit à un prototype P2 mis à jour.
Après un ou plusieurs cycles d'amélioration, le produit est prêt à être fabriqué à plus grande échelle.
l'avenir des vélos électriques
Le développement de vélos électriques implique de relever de nombreux défis. L'un d'entre eux consiste à équilibrer la capacité, le poids et le coût de la combinaison batterie-moteur afin d'offrir la meilleure autonomie, les temps de charge les plus courts et le poids le plus léger qui conviennent au vélo que nous développons.
Un autre défi consiste à naviguer dans des paysages réglementaires variés concernant les limites de puissance, les restrictions de vitesse et les normes de sécurité.
L'avenir des vélos électriques est prometteur, grâce aux progrès constants de la technologie et à leur adoption croissante dans le monde entier. Les vélos électriques deviendront encore plus connectés, avec l'intégration de technologies IdO pour améliorer la connectivité, la navigation et les fonctions de sécurité. Les progrès de la chimie des batteries promettent une plus grande autonomie, une recharge plus rapide, un poids réduit et une plus grande longévité.
Enfin, dans le domaine de l'e-mountain bike, nous voyons les nouveaux petits moteurs avec des couples maximaux entre 40 et 70 Nm de sociétés telles que TQ, Fazua et Maxon, qui permettent de construire des vélos de montagne électriques. vélos e-mountain légers avec un poids de seulement 12 kg. Ils sont dotés d'une batterie et d'un moteur entièrement intégrés et, en termes d'apparence, ils sont extrêmement proches d'un vélo normal.
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