Le nombre de trottinettes électriques dans les rues augmente chaque jour. Alors que la version manuelle était autrefois réservée aux jeunes enfants, la trottinette électrique est clairement destinée aux adultes.
Mais comment fonctionne une trottinette électrique ? Quels sont les éléments qui entrent en jeu pour faire tourner les roues, freiner, voire les faire tourner ?
Si vous êtes intéressé par la manière dont fonctionne une trottinette électrique, vous êtes au bon endroit.
Dans ce guide complet sur les trottinettes électriques, nous éclairerons le fonctionnement d’une trottinette électrique telle que le modèle Unagi Model One. Nous vous expliquerons les composants essentiels et les rôles respectifs qu’ils jouent pour faire de votre trottinette électrique l’exploit d’ingénierie miraculeux qu’elle est.
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Comment fonctionne une trottinette électrique ?
Les avancées technologiques, les innovations en matière de sciences des matériaux, les améliorations du confort de conduite et de la commodité, et surtout, la prise de conscience des dangers du changement climatique ont ouvert la voie à la popularité croissante de ces véhicules de déplacement urbains au cours de la dernière décennie.
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Mais comment fonctionne une trottinette électrique ?
Eh bien, assez simplement dans ses parties composantes, une trottinette électrique se compose d’une batterie, d’un moteur, d’une manette des gaz et d’un contrôleur. Et parmi ces éléments, la batterie et le moteur sont deux des composants les plus essentiels d’une trottinette électrique.
Lorsqu’un conducteur tourne la manette des gaz sur le guidon, le contrôleur réagit en ordonnant à la batterie d’envoyer de l’énergie électrique au moteur monté sur le moyeu des roues. Le moteur utilise cette énergie pour faire tourner l’engrenage, ce qui déplace ensuite les roues de la trottinette électrique vers l’avant.
Comme les trottinettes classiques, certaines trottinettes électriques doivent être poussées du sol en utilisant un pied tout en tournant la manette des gaz pour activer le moteur. Elles peuvent également être manœuvrées avec les guidons en forme de T et arrêtées avec les freins. La vitesse à laquelle la trottinette peut aller dépendra de la manette des gaz.
Bien sûr, ceci n’est qu’un aperçu basique de comment fonctionnent les trottinettes électriques. Chaque modèle de trottinette électrique sur le marché présente des variations légères, ce qui signifie qu’elles fonctionnent chacune légèrement différemment.
Alors, pour mieux comprendre le fonctionnement des trottinettes électriques, nous devrons explorer chaque composant séparément.
La Batterie d’une trottinette électrique
La batterie est l’un des composants clés d’une trottinette électrique car elle détermine la distance que la trottinette peut parcourir sur une seule charge. Plus une batterie est puissante, plus la distance de conduite sur une seule charge est longue, et meilleure est la performance globale.
Les trottinettes électriques peuvent être équipées de l’un de ces trois types de batteries :
- Nickel-Métal-Hydrure (NiMH)
- Plomb-Acide
- Lithium-ion
Batterie Nickel-Metal-Hydrure (NiMH)
Un type de batterie plus ancien, le NiMH trouve un équilibre parfait entre le plomb-acide répandu et le plus récent lithium-ion. Cette batterie conserve une charge plus longtemps que ses homologues au plomb-acide. Cependant, l’inconvénient est qu’elle est plus lourde que la batterie au lithium-ion.
Plomb-Acide Battery
Bien qu’un peu encombrantes pour un usage général, les batteries au plomb-acide sont depuis longtemps la pierre angulaire des appareils nécessitant des batteries rechargeables car elles sont les moins chères disponibles. Elles sont également la source d’alimentation préférée des chariots de golf et de certaines automobiles. Et elles sont la batterie la plus courante dans les anciens modèles de trottinettes.
Lithium-ion Battery
Les batteries au lithium-ion sont les types de batteries les plus récents et les plus appropriés pour les trottinettes électriques. Non seulement elles sont plus petites, plus légères et plus respectueuses de l’environnement que les autres, mais elles sont également plus puissantes et conservent une charge beaucoup plus longtemps que les versions NiMH et plomb-acide.
À bien des égards, les avancées technologiques des batteries au lithium-ion ont contribué à mettre en avant les vélos et trottinettes électriques.
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Comment fonctionne une batterie de trottinette électrique ?
Comme mentionné précédemment, le choix de la batterie pour la plupart des trottinettes électriques, y compris notre propre Model One, est le lithium-ion. Les trottinettes électriques sont généralement alimentées par des batteries au lithium-ion de Samsung ou LG, car elles sont légères, durables, fiables et durables.
Une batterie de trottinette électrique se compose d’une anode, d’une cathode et d’une membrane poreuse ou vide appelée séparateur. Il y a un milieu entre les deux bornes à travers lequel les ions lithium (ou l’énergie) peuvent se déplacer.
Les ions lithium se déplacent de l’anode vers la cathode lors de la décharge, et vice versa lors de la charge. Ce mouvement des ions lithium d’avant en arrière entre l’anode et la cathode est ce qui génère des électrons, et donc de l’électricité.
Dans les batteries Li-ion modernes, l’espace entre l’anode et la cathode a été réduit afin d’augmenter la capacité de stockage d’énergie des batteries.
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La capacité de la batterie
Combien de kilomètres une trottinette électrique peut-elle parcourir sans recharge ? La capacité de la batterie détermine la portée qu’une trottinette électrique peut atteindre sur une seule charge.
Pour calculer la capacité de stockage d’énergie de la batterie, vous avez besoin de deux métriques les plus importantes :
- Tension – notée en volts (V)
- Charge – notée en ampères-heures (Ah)
Pour calculer la capacité de stockage d’énergie de la batterie en watt-heures (Wh), multipliez les volts (V) par les ampères-heures (Ah).
Exemple : 1 V * 1 Ah = 1 Wh
Plus le Wh est élevé, plus la capacité de la batterie est grande et plus la portée de la trottinette sera grande. Bien sûr, ce n’est pas le seul facteur affectant la portée d’une trottinette électrique, mais c’en est un grand. D’autres facteurs comme le poids du conducteur et les conditions de la route entrent également en jeu.
En général, la plupart des trottinettes atteignent un maximum de 12 à 15 miles sur une seule charge.
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Le Moteur de la trottinette électrique
Le moteur est un composant critique d’une trottinette électrique. Sa puissance détermine la vitesse maximale, la capacité de montée, la capacité de charge et dans une certaine mesure, la portée d’une trottinette.
Il existe deux types de moteurs de base utilisés dans les trottinettes électriques aujourd’hui, notamment les moteurs à courant continu avec balais (brushed DC) et les moteurs à courant continu sans balais (brushless DC).
Moteurs à courant continu avec balais (Brushed DC Motors)
Les moteurs à courant continu avec balais reposent sur une ancienne technologie datant des années 1800. Ces moteurs génèrent de l’énergie en utilisant deux ensembles d’électroaimants.
Une grande brosse mécanique cylindrique glisse le long d’un aimant plus petit à l’intérieur du moteur, générant des champs magnétiques qui alimentent différentes phases de bobine.
En conséquence, l’intérieur du moteur tourne en continu et génère de l’énergie. Les moteurs à courant continu avec balais ont une efficacité d’environ 75-80%.
Moteurs à courant continu sans balais (Brushless DC Motors)
Également appelés moteurs à courant continu sans balais (BLDC), les moteurs à courant continu sans balais sont une technologie plus moderne apparue dans les années 1970. Les moteurs sans balais sont presque comme une version inversée des moteurs avec balais.
En tant que tels, les composants magnétiques qui se déplacent dans les moteurs avec balais sont les parties qui restent immobiles dans les moteurs sans balais. Ces moteurs utilisent des circuits de commutation numérique pour alimenter alternativement différentes bobines à l’intérieur du moteur.
Les moteurs BDLC ont une efficacité d’environ 85-90%. Ils sont également plus durables et ont des rapports puissance-poids plus élevés que leurs équivalents avec balais.
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Comment fonctionne un moteur de trottinette électrique ?
La plupart des trottinettes électriques de qualité sont alimentées par un moteur BLDC. En fait, nous anticipons que presque toutes les nouvelles marques de trottinettes électriques seront équipées de moteurs intégrés sans balais à l’avenir.
Eh bien, au lieu d’avoir un moteur propulsant toutes les roues par le biais de chaînes et d’engrenages, le moteur est intégré directement dans la roue elle-même – donc le moteur électrique et la roue ne font qu’un.
Le fonctionnement des moteurs de moyeu de trottinette électrique est simple ; le moteur écoute l’entrée du conducteur via le contrôleur. Lorsque vous appuyez sur le bouton de la manette des gaz sur le guidon, le contrôleur signale à la batterie de libérer de l’énergie vers le moteur pour produire du mouvement.
Dans les moteurs de moyeu, des champs électromagnétiques sont envoyés aux bobines statiques du moteur. La partie externe du moteur essaie de suivre ces champs, ce qui fait tourner la roue attachée.
La puissance du moteur
La puissance générée par le moteur est exprimée en watts (W). La plupart des trottinettes électriques sont évaluées entre 250W et 600W, mais les trottinettes plus performantes peuvent en avoir beaucoup plus.
Bien que le fabricant étiquette généralement la puissance du moteur du produit en watts (W), vous pouvez également la calculer et la vérifier. Il suffit de multiplier la tension du moteur en volts (V) par le courant en ampères (A). Par exemple, considérons une trottinette électrique avec un moteur fonctionnant à 36V et 7A.
Dans ce cas, sa puissance de sortie sera : 36 V * 7 A = 252W.
De manière générale, vous pouvez vous attendre à environ 0,62 mph pour chaque tranche de 10 à 20 watts de puissance. Cependant, dans la plupart des cas, toute puissance inférieure à 300 watts aura du mal à monter des pentes plus raides.
Gardez à l’esprit que les trottinettes électriques avec des moteurs de moyeu sans balais sont relativement chères. La bonne nouvelle est qu’elles sont plus efficaces, plus silencieuses et plus durables que les systèmes de moteurs avec balais. Les moteurs de moyeu sont également moins susceptibles de dysfonctionner, ce qui signifie qu’ils nécessitent un entretien minimal.
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La Manette des gaz
La manette des gaz joue également un rôle crucial lors de la conduite d’une trottinette électrique. Les manettes des gaz de trottinette électrique ne sont pas toutes créées égales. Aujourd’hui, il existe trois types principaux de manettes des gaz, dont une manette à torsion, une manette à doigt (déclencheur) et une manette à pouce.
Manette à torsion
Une manette à torsion accélère la trottinette lorsque vous tenez et tournez (ou roulez) la poignée entière vers vous. Cela nécessite que vous utilisiez tous vos doigts et votre pouce. Mais si nécessaire, vous pouvez toujours utiliser quelques doigts pour tenir et couvrir les freins tout en accélérant.
Manette à doigt
La manette à doigt (déclencheur) fait avancer la trottinette lorsque vous serrez la manette avec un doigt. Cette manette facilite l’accès et le contrôle des paramètres de performance, y compris le régulateur de vitesse, la luminosité de l’écran, la force de
freinage régénératif, etc.
Manette à pouce
La manette à pouce accélère la trottinette lorsque vous appuyez sur la manette vers l’intérieur vers votre paume. De tous les styles de manettes, la manette à pouce est la plus douce en termes de modulation de la vitesse. Vous trouverez la manette à pouce sur la plupart des trottinettes électriques d’entrée de gamme.
Comment fonctionne une manette des gaz de trottinette électrique ?
En termes simples, la manette des gaz commande à la trottinette d’accélérer à une certaine vitesse. Appuyer sur la manette envoie un signal au contrôleur via des câbles.
Le contrôleur instruit ensuite la batterie de libérer plus ou moins de puissance vers le moteur. Et enfin, le moteur répond en propulsant la trottinette vers l’avant.
À quelle vitesse vous voulez aller dépend entièrement de la pression que vous appliquez. Mais dans l’ensemble, les manettes des gaz sont utiles lorsque vous voulez rouler sur un terrain vallonné ou élevé, rouler à différentes vitesses ou économiser la puissance de votre batterie.
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Comment fonctionne un contrôleur de trottinette électrique ?
Le contrôleur, l’un des composants les plus sous-estimés d’une trottinette électrique, est la force derrière chaque fonction du dispositif de mobilité personnel. Il permet la communication entre l’accélération, les freins électriques, la batterie, le moteur, et presque tous les autres contrôles.
Un contrôleur de trottinette électrique reçoit l’entrée du conducteur et l’envoie à la partie concernée. Lorsque vous tournez la manette des gaz, par exemple, le signal passe à travers les câbles du contrôleur, qui notifie ensuite la batterie de libérer plus ou moins de jus vers le moteur.
De la même manière, lorsque vous activez les freins électroniques, le contrôleur de vitesse coupe l’énergie de la batterie et alerte le moteur pour qu’il cesse de fonctionner. Le contrôleur aura généralement un boîtier métallique qui sert de dissipateur thermique.
Les contrôleurs de trottinettes électriques sont évalués en termes de tension et de courant régulés. Ceux montés sur des trottinettes plus puissantes auront une tension maximale et un courant maximal plus élevés.
Les contrôleurs ont la réputation de dysfonctionner sur les trottinettes électriques mal conçues. Les contrôleurs défectueux peuvent rendre la conduite de la trottinette dangereuse.
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Comment fonctionnent les freins de trottinette électrique ?
Les freins de trottinette électrique sont conçus pour une seule chose : assurer la sécurité du conducteur. Il existe trois principaux types de freins de trottinette électrique, notamment un frein à pied, un frein mécanique et un frein électrique.
Frein à pied
Le frein à pied arrière est le système de freinage électrique le plus basique. Pour utiliser ce frein, appuyez contre le garde-boue arrière avec votre pied pour créer une friction et arrêter la trottinette.
Dans la plupart des cas, le frein à pied est la manière la moins pratique de freiner. Les conducteurs doivent frapper le garde-boue arrière avec leur pied, souvent sans regarder en arrière.
Frein mécanique
Les freins mécaniques existent depuis longtemps et sont un type de freinage électrique fiable. Un système de freinage mécanique peut avoir soit un frein à disque, soit un frein hydraulique.
Les trottinettes avec ce système de freinage sont généralement équipées d’un levier sur la poignée gauche. Les conducteurs doivent appuyer sur ce levier pour activer le frein à disque sur la roue arrière, la roue avant, ou les deux.
Frein électrique
Un frein électrique est l’un des systèmes de freinage les plus avancés disponibles pour les trottinettes électriques. Il arrête complètement le moteur de produire tout mouvement.
De plus, ce système de freinage peut utiliser le freinage régénératif pendant la conduite. Cela signifie qu’il renvoie de l’énergie à la batterie chaque fois qu’il est activé.
Il est important d’obtenir une trottinette électrique avec les trois types de freins. Une combinaison de freins à disque et de freins électriques est excellente en termes de sécurité.
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Comment fonctionnent les roues de trottinette électrique ?
Les roues de trottinette électrique influencent l’adhérence, les performances de freinage, et dans une moindre mesure, la qualité de conduite. Idéalement, elles sont votre connexion à la route. Il existe deux types populaires de roues de trottinette électrique : pleines et pneumatiques (remplies d’air).
Roues pleines
Les trottinettes électriques avec des roues pleines sont résistantes aux crevaisons et ne s’usent pas. Vous pouvez rouler en toute confiance sans vous soucier des pneus crevés. Leur inconvénient est qu’elles peuvent provoquer une conduite plus secouée et cahoteuse, surtout si la trottinette n’a pas une bonne suspension.
Roues pneumatiques
Les roues pneumatiques sont l’opposé des roues pleines – elles peuvent se dégonfler de temps en temps et devront être gonflées. En revanche, les pneus gonflables amortissent les impacts des imperfections de la route pour offrir une conduite plus confortable, avec ou sans système de suspension.
De plus, les pneus gonflables ont plusieurs fils et motifs qui offrent plus de friction contre le sol. Vous pouvez vous attendre à ce que ces pneus se comportent bien dans des conditions routières difficiles.
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Comment fonctionne la suspension de trottinette électrique ?
La suspension dans une trottinette électrique fonctionne presque de la même manière que dans un véhicule à moteur ou un vélo. Le système de suspension contribue à amortir les bosses de la route pour améliorer le confort et la qualité de conduite.
Les trottinettes électriques peuvent avoir l’un des trois types de systèmes de suspension : à ressorts, en caoutchouc solide ou hydraulique.
Suspension à ressorts
Une suspension à ressorts est le système le plus courant sur les trottinettes électriques. Elle utilise un ou plusieurs ressorts qui absorbent les chocs et les vibrations lors de la conduite sur des surfaces inégales.
Les ressorts peuvent être situés à l’avant, à l’arrière ou aux deux extrémités de la trottinette. Plusieurs ressorts offrent généralement une meilleure absorption des chocs.
Suspension en caoutchouc solide
Certains modèles de trottinettes électriques utilisent une suspension en caoutchouc solide au lieu de ressorts. Cette conception absorbe également les chocs, mais elle peut offrir une sensation de conduite différente par rapport à la suspension à ressorts.
Suspension hydraulique
La suspension hydraulique est souvent réservée aux trottinettes électriques haut de gamme. Elle utilise un liquide hydraulique qui circule à travers des cylindres pour absorber les chocs. Ce système offre généralement une performance supérieure en termes d’absorption des chocs par rapport aux ressorts ou au caoutchouc solide.
En résumé, la suspension d’une trottinette électrique joue un rôle essentiel pour offrir une conduite plus lisse, surtout sur des surfaces accidentées.
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Maintenant que nous avons exploré le fonctionnement des trottinettes électriques, de leurs batteries aux moteurs, en passant par les freins, les roues et la suspension, vous avez une compréhension plus approfondie de ces véhicules de déplacement urbains modernes.
La popularité croissante des trottinettes électriques s’explique par leur facilité d’utilisation, leur faible impact sur l’environnement par rapport aux véhicules motorisés traditionnels, et leur contribution à la mobilité urbaine durable.
Cependant, avant de vous lancer dans une balade avec votre trottinette électrique, assurez-vous de comprendre les bases du fonctionnement de votre modèle spécifique. Chaque trottinette électrique peut avoir des caractéristiques légèrement différentes en fonction de la marque et du modèle.
En fin de compte, les trottinettes électriques continueront probablement à évoluer avec de nouvelles technologies et fonctionnalités, offrant aux utilisateurs des options de déplacement encore meilleures dans les zones urbaines.
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