Trottinette électrique, moteur de moyeu et transmission silencieuse résistante à l'usure

Dans l'application des engrenages planétaires en plastique dans les moteurs-roues de Trottinettes électriquesPour les scooters et les vélos à assistance électrique, le matériau spécial pour engrenages Wintone Z33 de Suzhou Weiben Engineering Plastics, résistant à l'usure et silencieux, permet de résoudre les problèmes de résistance à l'usure et à la fatigue, ainsi que le bruit, des matériaux en nylon traditionnels. De plus, les grandes dimensions, le couple et les dimensions sont fortement influencés par l'humidité, ce qui peut entraîner des problèmes de stabilité.

Qu’est-ce que le transport de courte durée ? Le transport de courte durée désigne les trajets de moins de 3 kilomètres. Le transport de courte durée connaît actuellement un développement rapide à l’échelle mondiale, stimulé par l’offre et marqué par une nette modernisation industrielle. Grâce à ses atouts en matière de production de batteries et de moteurs, mon pays bénéficiera d’avantages industriels considérables dans le domaine du transport de courte durée.

Avant l'adoption à grande échelle des batteries au lithium, les batteries économiques et fiables étaient principalement des batteries au plomb et des batteries nickel-métal-hydrure. Leurs caractéristiques communes étaient une faible capacité de charge, une durabilité limitée et la difficulté de créer des produits compétitifs. L'innovation dans le domaine des transports de courte durée était donc lente durant cette période. Entre 2010 et 2015, le coût des batteries au lithium a chuté de près de 70 %, permettant leur déploiement à grande échelle. Vers 2015, l'utilisation des batteries au lithium a relancé des innovations longtemps oubliées dans le secteur des transports de courte durée, avec l'apparition de nombreux engins tels que les trottinettes électriques et les vélos à assistance électrique. Aujourd'hui, Yuema et tous les lecteurs vont découvrir l'un des principaux représentants des transports de courte durée : la trottinette électrique.

Trottinette électrique pour les trajets courts

Depuis 2016, les trottinettes électriques se sont multipliées. Les années suivantes ont vu leur développement s'accélérer, propulsant les déplacements de courte durée vers de nouveaux sommets. Selon certaines données publiques, les ventes mondiales de trottinettes électriques devraient atteindre 4 à 5 millions d'unités en 2020, les plaçant au quatrième rang des moyens de micromobilité, après les vélos, les motos et les vélos électriques. Bien que les trottinettes électriques existent depuis plus d'un siècle, leurs ventes n'ont explosé que récemment, notamment grâce à l'utilisation des batteries au lithium. Portables et faciles à transporter, les trottinettes électriques peuvent être utilisées dans le métro ou au bureau. Leur compétitivité repose sur leur légèreté. Avant l'avènement des batteries au lithium, les modèles d'entrée et de milieu de gamme des trottinettes électriques peinaient à se développer. Aujourd'hui, leur croissance se poursuit à un rythme soutenu et elles devraient devenir le principal moyen de transport de courte durée.

Les scooters ont gagné en popularité pendant la Première Guerre mondiale, notamment parce qu'ils étaient très économes en carburant et offraient un moyen de transport à de nombreuses personnes qui n'avaient pas les moyens de s'acheter une voiture ou une moto.

Certaines entreprises ont également expérimenté ce nouvel appareil, comme le service postal de New York, qui l'a utilisé pour livrer le courrier.

En 1916, quatre facteurs de livraison spéciaux du service postal des États-Unis testaient leur nouvel outil, un scooter appelé Autoped.
ÈmeEt scooter L'engouement pour les trottinettes électriques a été immédiat, mais peu après la fin de la Première Guerre mondiale, elles ont commencé à décliner. Leur praticité a été remise en question, notamment leur poids de plus de 45 kg (90,7 livres) qui les rendait difficiles à transporter.

En revanche, comme c'est le cas actuellement, certains tronçons de route ne sont pas adaptés aux scooters, et certains tronçons de route interdisent les scooters.

Même en 1921, l'inventeur américain Arthur Hugo Cecil Gibson, l'un des inventeurs du scooter, renonça à apporter des améliorations aux deux-roues, les considérant comme obsolètes.

L'histoire nous a menés à ce jour, et il existe aujourd'hui différents types de scooters électriques.
La forme la plus courante des trottinettes électriques est en L. Elles possèdent un cadre monocoque et un design minimaliste. Le guidon peut être incurvé ou droit. La colonne de direction et le guidon forment généralement un angle d'environ 70°, ce qui met en valeur l'esthétique des courbes de l'ensemble. Une fois pliée, la trottinette électrique présente une structure compacte. Elle offre ainsi un aspect simple et élégant une fois pliée, tout en étant facile à transporter.

Les trottinettes électriques sont très appréciées. Outre leur esthétique, elles présentent de nombreux avantages : Portabilité : Généralement plus petites et dotées d’un cadre en alliage d’aluminium, elles sont légères et faciles à transporter. Contrairement aux vélos électriques, vous pouvez facilement les ranger dans le coffre de votre voiture ou les emporter avec vous dans le métro, le bus, etc. Elles peuvent être utilisées en complément d’autres moyens de transport, ce qui est très pratique.

Protection de l'environnement : Elle répond aux besoins d'une mobilité à faible émission de carbone. Contrairement à la voiture, elle permet d'éviter les embouteillages et les difficultés de stationnement. Très économique : Les trottinettes électriques sont alimentées par des batteries au lithium, offrant une longue durée de vie et une faible consommation d'énergie. Performante : Les trottinettes électriques utilisent généralement des moteurs synchrones à aimants permanents ou des moteurs à courant continu sans balais. Ces moteurs offrent une puissance élevée, un rendement important et un faible niveau sonore. Elles atteignent généralement une vitesse maximale supérieure à 20 km/h, bien plus rapide que les vélos en libre-service.

Les composants d'un scooter électrique

Chaque trottinette électrique est composée de plus de 20 pièces. Et ce n'est pas tout ! Elle intègre également une carte mère pour le contrôle du moteur.

Le moteur d'une trottinette électrique utilise généralement un moteur à courant continu sans balais ou un moteur synchrone à aimant permanent de plusieurs centaines de watts, associé à un contrôleur spécifique. Le système de freinage est généralement en fonte ou en acier composite. Les batteries au lithium existent en différentes capacités et peuvent être personnalisées selon vos besoins. Si vous privilégiez la vitesse, optez pour une batterie de plus de 48 V ; si vous recherchez une grande autonomie, choisissez une batterie d'une capacité supérieure à 10 Ah. La structure du cadre d'une trottinette électrique détermine sa capacité de charge et son poids. Elle doit pouvoir supporter une charge d'au moins 100 kg pour résister aux irrégularités de la route. Actuellement, le matériau le plus couramment utilisé pour les trottinettes électriques est l'alliage d'aluminium, qui est à la fois relativement léger et extrêmement robuste.

Le tableau de bord peut afficher des informations telles que la vitesse actuelle du véhicule et le kilométrage, et un écran tactile capacitif est généralement choisi ; les pneus sont généralement de deux types : les pneus sans chambre à air et les pneus pneumatiques, les pneus sans chambre à air étant relativement chers ; pour une conception légère, le cadre est généralement fabriqué en alliage d’aluminium.

Analyse de la technologie de base des scooters électriques

Si l'on analyse les composants d'une trottinette électrique un par un, le moteur et le système de commande représentent le poste de dépense le plus important. Ils constituent en effet le « cerveau » de la trottinette, car le démarrage, le fonctionnement, l'avancement, le recul, la vitesse et l'arrêt en dépendent.

Les trottinettes électriques doivent pouvoir circuler rapidement et en toute sécurité, ce qui exige un système de commande moteur performant et un moteur à haut rendement. Par ailleurs, en tant que moyen de transport pratique, le système de commande moteur doit résister aux vibrations, aux environnements difficiles et présenter une grande fiabilité. La conception matérielle d'un système de commande de trottinette classique est illustrée dans la figure ci-dessous ; elle comprend principalement un microcontrôleur de commande, un circuit de commande de grille, un circuit de commande de transistors MOS, le moteur, un capteur à effet Hall, un capteur de courant, un capteur de vitesse et d'autres modules.

Le microcontrôleur (MCU) fonctionne via l'alimentation et utilise l'interface de communication et le module de charge pour communiquer avec l'alimentation et le module de puissance. Le module de commande de grille est connecté électriquement au microcontrôleur principal et pilote le moteur BLDC via le circuit de commande OptiMOS™. Le capteur de position à effet Hall mesure la position actuelle du moteur, et le capteur de courant et le capteur de vitesse forment un système de contrôle en double boucle fermée pour piloter le moteur.
Une fois le moteur en marche, le capteur à effet Hall détecte sa position, convertit le signal de position du pôle magnétique du rotor en un signal électrique et fournit au circuit de commutation électronique les informations de commutation nécessaires pour commander l'état du transistor de puissance. Les données sont ensuite renvoyées au microcontrôleur. Le capteur de courant et le capteur de vitesse forment un système à double boucle fermée. Lorsqu'une différence de vitesse est détectée, le contrôleur de vitesse génère le courant correspondant. Cette différence est ensuite utilisée comme entrée du contrôleur de courant, qui produit un signal PWM pour faire tourner le rotor à aimant permanent en continu, assurant ainsi la régulation du sens de rotation et de la vitesse. L'utilisation d'un système à double boucle fermée améliore la résistance aux interférences. Ce système renforce également la régulation du courant, réduisant ainsi les surtensions et les surintensités et permettant un meilleur contrôle, essentiel au bon fonctionnement du scooter électrique.

De plus, certaines trottinettes sont équipées d'un système de freinage antiblocage électronique (ABS). Ce système détecte la vitesse de la roue grâce à un capteur. S'il détecte un blocage, il contrôle automatiquement la force de freinage de la roue bloquée afin qu'elle soit en mouvement de glissement (avec un taux de dérive d'environ 20 %), garantissant ainsi la sécurité des utilisateurs.

De plus, certaines trottinettes sont équipées d'un système de freinage antiblocage électronique (ABS). Ce système détecte la vitesse de la roue grâce à un capteur. S'il détecte un blocage, il contrôle automatiquement la force de freinage de la roue bloquée afin qu'elle soit en mouvement de glissement (avec un taux de dérive d'environ 20 %), garantissant ainsi la sécurité des utilisateurs.

Sur la carte de commande, le microcontrôleur est placé au centre du circuit imprimé, et le circuit de commande de porte est légèrement décalé par rapport au microcontrôleur. Lors de la conception, il convient de veiller à la dissipation thermique du circuit de commande de porte. Des borniers à vis sont prévus sur le bornier d'alimentation pour permettre l'interconnexion de courants élevés via des barrettes de cuivre. Pour chaque phase de sortie, deux barrettes de cuivre forment un bus CC, reliant tous les demi-ponts parallèles de cette phase à la batterie de condensateurs et à l'alimentation CC. Une troisième barrette de cuivre est connectée en parallèle à la sortie du demi-pont.