Le glossaire de l’assistance électrique

Voir gâchette d’accélérateur.

L’afficheur est le périphérique qui permet au contrôleur de donner des informations au cycliste. En général, les informations affichées sont :

• Vitesse instantanée
• Niveau d’assistance sélectionné
• Niveau de charge de la batterie
• Kilométrage journalier (qui peut être remis à zéro)
• Kilométrage total (qui ne peut pas être remis à zéro)
• Temps de trajet
• Vitesse moyenne du trajet
• Vitesse maximale du trajet
• Estimation de l’autonomie restante
• État d’allumage des éclairages
• Puissance instantanée

On peut utiliser également les mots « écran » ou « display » pour désigner l’afficheur.

L’afficheur est bien souvent combiné au boîtier de commande.

Il s’agit d’un dispositif technique qui permet à un vélo de compléter l’effort produit par le cycliste à l’aide d’un ensemble d’éléments dont, notamment, un moteur et une batterie. En Europe, un vélo à assistance électrique (VAE) doit satisfaire à la norme NF EN 15194 qui spécifie, entre autres, les exigences suivantes :

• le déclenchement de l’assistance électrique est nécessairement lié au pédalage,
• l’assistance électrique s’arrête dès que le vélo dépasse la vitesse de 25 km/h,
• la puissance nominale du moteur ne doit pas dépasser 250 watts,
• les moteurs doivent être compatibles sur le plan électromagnétique,
• la sécurité des chargeurs doit être assurée,
• les batteries doivent être recyclables.

La batterie est le « réservoir d’énergie » de l’assistance électrique. Elle se recharge sur une prise secteur à l’aide d’un chargeur. Elle fournit l’énergie électrique au moteur qui la transforme en mouvement.

Deux propriétés permettent de caractériser la batterie :

• Sa tension nominale, exprimée en Volts (V). En général, la tension nominale est de 24 V, 36 V ou 48 V.
• Sa capacité exprimée en Ampères/heure (Ah). Par exemple 14,5 Ah.

De ces 2 propriétés, on peut déduire sa capacité exprimée en Watts/heure (Wh). Cette unité est bien protique pour comparer la capacité de 2 batteries de tensions différentes. Pour obtenir la capacité en Wh, il suffit de multiplier les deux. Par exemple 36 V * 14,5 Ah = 522 Wh.

La batterie est composée de cellules, de technologie Lihium-Ion (Li-ion) en général et d’un BMS (voir définition BMS).

Voir la définition de BMS

Le BMS, acronyme de « Battery Management System » est le « Système de Gestion de la Batterie ». Il s’agit d’une petite carte électronique dans le boîtier de la batterie. Le BMS est relié aux cellules de la batterie et à des capteurs. Son rôle est de contrôler la charge, la décharge, la température et l’équilibrage des cellules. Il assure donc la sécurité de la batterie en évitant qu’elle ne prenne feu ou qu’elle ne se dégrade trop rapidement.

Le BMS peut être « communiquant ». Dans ce cas, il envoie au contrôleur des informations internes qui peuvent permettre d’afficher un niveau de charge précis à l’écran ou de diagnostiquer des pannes.

Il est à noter que, pour son fonctionnement, le BMS consomme un peu d’énergie ce qui peut avoir pour effet de vider la batterie même lorsqu’elle est stockée.

Le boîtier de commande vous permet de mettre l’assistance sous tension et de l’éteindre. Il vous permet également de régler le niveau d’assistance.

Le boîtier de commande peut être déporté de façon à tomber facilement sous le pouce de la main gauche pour être manipulé sans lâcher le guidon. Bien souvent, il est intégré dans un seul élément avec l’afficheur.

Sur certains systèmes, il n’y a pas de boîtier de commande. Dans ce cas, il est remplacé par une application smartphone connectée au contrôleur via Bluetooth.

Attention à ne pas confondre le « boîtier de commande » avec le « contrôleur » (voir la définition de contrôleur)

Le capteur de couple agit en complément du capteur de pédalage. Les rôles sont répartis de la façon suivante entre ces deux capteurs :

• Le capteur de pédalage informe le contrôleur que les pédales sont en rotation.
• Le capteur de couple informe le contrôleur de la force que le cycliste applique aux pédales.

Grâce à cette information supplémentaire fournie par le capteur de couple, le contrôleur peut délivrer une puissance proportionnelle à l’effort produit par le cycliste. Cela donne une sensation de pédalage plus naturelle.

Le déclenchement de l’assistance électrique est conditionné au pédalage. Il faut donc qu’un capteur informe le contrôleur lorsque le cycliste commence ou arrête de pédaler.

En fonction du type de moteur, le capteur de pédalage n’est pas situé au même endroit :

• Dans le cas d’un moteur-roue, le capteur de pédalage est placé sur le côté du pédalier. Une partie est fixe, et l’autre est solidaire des pédales. Lorsque les pédales sont actionnées, le capteur envoie des impulsions électriques au moteur.
• Dans le cas d’un moteur-pédalier, le capteur de pédalage est placé dans le bloc poteur, autour de l’axe de pédalier. Il n’est donc pas visible de l’extérieur.

Sur les systèmes les plus évolués, le capteur de pédalage est couplé à un capteur de couple.

Le capteur de vitesse envoie une petite impulsion électrique au contrôleur à chaque tour de roue (ou plusieurs fois par tour de roue). En mesurant le temps entre deux impulsion et en connaissant le diamètre de la roue, le contrôleur peut calculer la vitesse du vélo.

La vitesse calculée peut alors être affichée sur l’afficheur. Elle sert également au pilotage de l’assistance électrique qui doit se couper à une certaine vitesse. Pour respecter la norme NF EN 15194 l’assistance électrique se coupe dès que le vélo dépasse la vitesse de 25 km/h.

En fonction du type de moteur, le capteur de vitesse n’est pas situé au même endroit :

• Dans le cas d’un moteur-roue, le capteur de vitesse est placé à l’intérieur du bloc moteur, dans le moyeu de la roue.
• Dans le cas d’un moteur-pédalier, le capteur de vitesse est placé sur une base du cadre. Un aimant est positionné sur un rayon de la roue de façon à passer devant le capteur à chaque tour de roue.

Le chargeur permet de recharger la batterie. Il se branche à une prise secteur domestique et à la batterie. En général, à l’aide d’une ou plusieurs LEDs, il indique si la charge est en cours ou si elle est terminée.

Certains chargeurs communiquent avec la batterie pour optimiser le processus de charge.

Attention a toujours utiliser un chargeur compatible avec la batterie.

Le contrôleur est le cerveau de l’assistance électrique. C’est lui qui, en fonction des instructions que vous lui donnez et des informations qu’il récupère de différents capteurs qui va envoyer le courant au moteur avec la bonne intensité et la bonne vitesse.

Le contrôleur se présente sous la forme d’une carte électronique (un circuit imprimé avec plein de petits composants soudés dessus). Selon le type de motorisation le contrôleur se trouve soit directement intégré au bloc moteur, soit dans un boîtier à part logé dans le cadre ou dans le support de la batterie.

Voir la définition de l’afficheur.

L’éclairage n’est pas à proprement parler un élément de l’assistance électrique. En rechange, sur les VAE, l’éclairage peut être alimenté et piloté par le système de l’assistance.

Un système d’assistance électrique de vélo est comme un petit ordinateur. Lorsqu’il rencontre une erreur, il peut donc en informer l’utilisateur en affichant un code à l’écran. Ce code erreur peut aider à établir un diagnostic en cas de panne. Il n’existe pas de tableau normalisé des codes erreur. Chaque fabricant de moteur et/ou contrôleur et/ou afficheur définit ses propres codes.

Se dit d’un système qui permet, au moment du freinage de générer de l’électricité en utilisant le moteur comme une génératrice. Cette fonction permet de recharger un peu la batterie et de limiter l’usure des freins grâce au frein moteur. Pour en savoir plus, voir la définition du levier de frein à coupure.

Certains VAE sont équipés d’une gâchette d’accélérateur. Ce dispositif est conforme à la règlementation lorsqu’il ne permet pas de dépasser 6 km/h. C’est une aide intéressante au démarrage car cela permet de trouver son équilibre avec les deux pieds au sol.

Sur certains vélos débridés, la gâchette permet d’aller beaucoup plus vite que 6 km/h.

Voir la définition de l’afficheur.

Des leviers de freins équipent (presque) tous les vélos du monde. Lorsque le vélo est équipé d’un assistance électrique, les leviers peuvent êtres équipés d’un capteur de freinage. Lorsque c’est le cas, ce capteur envoie au contrôleur une impulsion électrique pour signaler que le levier est pressé. Le contrôleur peut alors immédiatement couper le moteur, même si le cycliste est en train de pédaler. Cette fonction peut être très bénéfique en cas de freinage d’urgence.

Certains systèmes d’assistance électrique utilisent également ces leviers de frein à coupure pour enclencher la génération d’électricité. Cette fonction utilise le moteur comme un alternateur au moment du freinage ce qui a 2 avantages :

• créer du courant pour recharger la batterie
• freiner le vélo avec du frein moteur ce qui permet d’économiser les garnitures des freins

Hormis les systèmes les plus anciens et basiques, tous les VAE proposent différents modes d’assistance. Cette fonction permet au cycliste de sélectionner la quantité d’assistance qu’il souhaite. Selon les systèmes et les marques, ces modes d’assistance peuvent être des simples niveaux (de 1 à 5 par exemple) ou des modes plus élaborés avec des noms (« tour », « eco », « sport », « auto », etc…).

Ce terme désigne deux choses :

1. Le moteur en lui-même (bobinage et aimants, rotor et stator) qui est ce qui produit du mouvement à partir d’un courant électrique.
2. Le bloc-moteur qui contient le moteur.
   • Dans le cas d’un moteur-pédalier, le bloc-moteur contient donc le moteur, mais aussi souvent le contrôleur et les capteurs de pédalage/couple.
   • Dans le cas d’un moteur-roue, le bloc-moteur contient donc le moteur, mais aussi souvent le capteur de vitesse et parfois le capteur de couple.

Le type d’assistance électrique est généralement défini par la position du moteur. Comme son nom l’indique, le moteur-pédalier se situe au niveau du pédalier, au centre du vélo. Le mouvement produit par le moteur-pédalier est transmis à la roue par l’intermédiaire de la transmission du vélo (plateau, chaîne, dérailleur et pignons).

Le type d’assistance électrique est généralement défini par la position du moteur. Comme son nom l’indique, le moteur-roue se situe dans le moyeu d’une roue. Même si on trouve certains vélo avec le moteur dans la roue avant, c’est généralement la roue arrière qui est équipée. Le mouvement produit par le moteur-roue ne passe donc pas par la transmission du vélo (plateau, chaîne, dérailleur et pignons), ce qui en réduit l’usure.

Un système d’assistance électrique est conçu pour fonctionner sous une tension électrique définie. On trouve des VAE avec une assistance en 24 V (volts), 36 V, 48 V et plus rarement 43 V. On est dans le domaine de la « très basse tension ».

Il est à noter qu’on parle en tension nominale. En effet, la tension d’une batterie de 36 V varie de 42 V lorsqu’elle est complètement chargée à 32 V lorsqu’elle est vide.

VAE est l’acronyme de « Vélo à Assistance Électrique ». On peut aussi trouver les termes anglais de e-bike ou pedelec.

Voir la définition de la tension

La fonction « walk assist » aide lorsqu’on pousse le vélo, pour gravir une pente de sortie de garage par exemple. Parfois le boîtier de contrôle est muni d’un bouton pour déclencher cette fonction. Parfois, il suffit d’un appui long sur le bouton [-].