L'une des questions les plus fréquentes des utilisateurs de vélos électriques est : « Quelle est l'autonomie de mon vélo avec une seule charge ? » Chez ENVO, nous utilisons des méthodologies à la fois théoriques et basées sur la simulation pour fournir des réponses réalistes et scientifiquement fondées. Cette double approche nous permet de proposer une estimation standardisée de l'autonomie maximale, ainsi qu'une évaluation dynamique et adaptée à chaque scénario.

Méthode 1 : Estimation de la portée théorique   

Cette méthode, basée sur des paramètres contrôlés, permet de calculer l'autonomie maximale d'un vélo électrique dans des conditions idéales. Elle est utile pour comparer différents modèles et configurations.

Étape 1 : Calcul de la capacité de la batterie   

Chaque vélo électrique ENVO est équipé d'une batterie lithium-ion, dont le contenu énergétique est mesuré en wattheures (Wh) :

Capacité de la batterie (Wh) = Tension (V) × Ampères-heures (Ah)

Exemple — ENVO D50 :

• Tension : 48 V

• Capacité : 15 Ah

• Capacité de la batterie : 48 V × 15 Ah = 720 Wh

Cela signifie que la batterie peut théoriquement fournir 720 watts pendant une heure.

Étape 2 : Consommation d’énergie selon les niveaux d’assistance au pédalage (PAS)   

Les vélos électriques ENVO utilisent différents niveaux d'assistance au pédalage (PAS), de 1 (assistance minimale) à 5 (assistance maximale). La puissance consommée par le moteur est exprimée en pourcentage de sa puissance maximale nominale.

Caractéristiques du moteur D50 :

• Puissance maximale : 816 W (48 V × 17 A)

Au niveau PAS 1 (10 % de la puissance maximale) :

Consommation électrique = 816 W × 0,10 = 81,6 W

Étape 3 : Estimation du temps d’exécution   

Autonomie (h) = Puissance consommée (W) / Capacité de la batterie (Wh) Autonomie = 81,6 W / 720 Wh ≈ 8,82 heures

Étape 4 : Estimation de la plage   

En supposant une vitesse moyenne de 17 km/h au PAS 1 :

Autonomie=8,82 heures×17 km/h=149,94 km

Ce chiffre représente la portée théorique maximale en terrain plat, par temps optimal et avec une assistance légère.

Avantages de la méthode 1   

• Comparaison cohérente et équitable entre les modèles

• Compréhension claire de l'influence de la capacité de la batterie et des niveaux d'assistance au démarrage sur l'autonomie

• Utile pour estimer les limites supérieures de performance

Cependant, les performances réelles sont souvent inférieures en raison du terrain, de la résistance au vent, du poids du pilote, de la pression des pneus et de la fréquence des arrêts et redémarrages.

Méthode 2 : Simulation en conditions réelles à l’aide du simulateur de voyage de Grin   

Pour pallier les limites des estimations théoriques, ENVO utilise également Trip Simulator de Grin Technologies , un outil de modélisation dynamique qui simule l'autonomie et les performances des vélos électriques en fonction de variables réelles.

À propos du simulateur de voyage   

Grin's Trip Simulator est une application web qui modélise le comportement des vélos électriques sur des itinéraires spécifiques à l'aide de paramètres tels que :

• Altitude et pentes du terrain

• Vents contraires, vents arrière et température

• Charge (poids du pilote et du chargement)

• Niveau d'assistance et contribution au pédalage

• Configuration des composants : moteur, contrôleur et batterie

Contrairement aux modèles statiques, il ajuste sa puissance de sortie en fonction du terrain et des conditions environnementales. La puissance de sortie comprend :

• Énergie totale consommée (Wh)

• Efficacité (Wh/km)

• Plage estimée

• Profil d'épuisement de la batterie

Stratégie de mise en œuvre d'ENVO   

Pour tester les performances en conditions réelles, nous avons sélectionné quatre villes canadiennes et effectué des simulations basées sur les itinéraires de banlieue ou de loisirs les plus fréquemment empruntés.

Configuration du simulateur :   

• Moteur : 500 W nominal, 816 W en crête (moteur de moyeu arrière)

• Contrôleur : sortie maximale de 48 V et 17 A

• Batterie : 48 V, 15 Ah (720 Wh)

• Charge : 80 kg (pilote) + 10 kg (charge).

• Mode d'assistance : Assistance au pédalage modérée avec une puissance de 60 W fournie par le cycliste (valeur typique pour une balade de loisirs).

Itinéraires et résultats de simulation urbaine   

1. Vancouver, Colombie-Britannique   

• Itinéraire : De Chilliwack au centre-ville de Vancouver

• Distance : 114 km

• Résultat : Terminé en une seule charge avec une assistance modérée.

2. Toronto, ON   

• Itinéraire : Tour CN à St. Catharines

• Distance : 113 km

• Résultat : Obtenable avec une seule charge complète et des réglages PAS conservateurs.

3. Calgary, AB   

• Itinéraire : Du centre-ville de Calgary à Drumheller

• Distance : 130 km

• Résultat : Accessible en une seule charge, malgré les variations d'altitude.

4. Montréal, QC   

• Itinéraire : Du Vieux-Montréal à Hawkesbury

• Distance : 103 km

• Résultat : Opération terminée avec une capacité de batterie restante.

5 : Escalade en montagne extrême

Les scénarios décrits ci-dessus correspondent à des trajets domicile-travail et de loisirs typiques. Toutefois, pour valider la robustesse de notre approche, examinons un cas extrême : une montée raide et continue de 3,5 km , comme celle menant à une destination en montagne. Dans ce cas, en raison de la forte demande en énergie soutenue et des rares occasions de récupération d’énergie ou de faible consommation, le moteur doit fonctionner à un niveau proche de sa capacité maximale. Par conséquent, jusqu’à 70 % de la capacité de la batterie peuvent être consommés durant cette seule montée.

Avantages de la méthode 2   

• Prend en compte l'altitude réelle, les conditions météorologiques et les conditions du cycliste.

• Offre des prédictions de portée spécifiques à l'emplacement

• Permet de valider les choix matériels et les paramètres PAS

• Améliore la fiabilité et la planification des trajets quotidiens ou longue distance.

Conclusion   

En intégrant la modélisation théorique (Méthode 1) et la simulation en conditions réelles (Méthode 2) , ENVO offre à ses clients une compréhension plus complète et précise des performances de leur vélo électrique en conditions réelles. Si la Méthode 1 constitue un point de référence utile, le simulateur de trajet permet une prédiction hautement personnalisable et précise, adaptée à des régions, des itinéraires et des styles de conduite spécifiques.

Pour les utilisateurs et les ingénieurs souhaitant réaliser leur propre analyse de performance, nous recommandons d'utiliser directement le simulateur à l'adresse suivante :
https://ebikes.ca/tools/trip-simulator.html

CONSEIL BONUS :

Les nouveaux vélos ENVO sont désormais équipés d'un système de gestion de batterie (BMS) compatible CAN, permettant une estimation de l'autonomie nettement plus précise. Contrairement aux vélos électriques traditionnels qui se basent uniquement sur la tension pour estimer l'état de charge (SOC) – une méthode susceptible de fluctuer sous charge et d'induire des erreurs –, le système CAN d'ENVO surveille en continu et en temps réel la tension (V) et la capacité (Ah). Ce suivi simultané de ces deux paramètres offre une vision beaucoup plus claire de la capacité réelle de la batterie et de la consommation d'énergie, permettant ainsi des calculs d'autonomie plus intelligents et plus fiables, et améliorant l'expérience de conduite.