Guide de conception et de sélection des moteurs à trois roues

Le conception et sélection de moteurs pour trois-roues (par exemple, tricycles électriques, tricycles cargo, scooters de mobilité) ont un impact significatif sur les performances, l’autonomie, la capacité de charge et la durée de vie du véhicule. Ce guide couvre les types de moteurs, la sélection de puissance, les méthodes de contrôle et les approches d'installation pour aider les utilisateurs à faire des choix éclairés.

1. Principaux types de moteurs à trois roues

Les types de moteurs courants pour les trois-roues comprennent :

(1) Moteur CC à balais

Caractéristiques :

Structure simple, faible coût, contrôle facile.

Couple de démarrage élevé, adapté aux charges lourdes.

Nécessite un remplacement périodique des brosses (entretien plus élevé).

Efficacité inférieure (~ 70-80 %), affectant la portée.

Applications :

Tricycles électriques à faible coût (transport courte distance, fret léger).

Applications où le contrôle de la vitesse n’est pas critique mais où la capacité de charge est importante.

(2) Moteur CC sans balais (BLDC)

Caractéristiques :

Aucune usure des brosses, longue durée de vie, sans entretien.

Haute efficacité (85-95 %), meilleure portée.

Excellent contrôle de vitesse, prend en charge la commutation électronique.

Coût plus élevé, nécessite un contrôleur compatible (par exemple, contrôle vectoriel FOC).

Applications :

Tricycles électriques de milieu à haut de gamme (par exemple, tricycles de livraison, tricycles de passagers).

Applications nécessitant efficacité, durabilité et faible bruit.

(3) Moteur à induction CA

Caractéristiques :

Simple et robuste, peu d'entretien.

Nécessite un entraînement à fréquence variable (VFD) pour le contrôle de la vitesse.

Couple de démarrage inférieur ; peut nécessiter une optimisation du rapport de transmission.

Applications :

Tricycles de grande puissance (transport de marchandises lourdes).

Tricycles commerciaux nécessitant de longues heures de fonctionnement.

(4) Moteur synchrone à aimant permanent (PMSM)

Caractéristiques :

Efficacité la plus élevée (90-96 %), économie d'énergie.

Compact, léger, haute densité de puissance.

Contrôle complexe, coût plus élevé.

Applications :

Tricycles électriques haut de gamme (par exemple, véhicules logistiques électriques).

Applications exigeant une portée et des performances élevées.

2. Sélection de la puissance du moteur

La puissance du moteur doit être déterminée en fonction de la capacité de charge, de la capacité de montée et de la vitesse maximale :

Type de véhicule	Capacité de charge	Puissance recommandée	Moteur approprié
Tricycle léger	100-200 kg	500W-800W	Brossé/BLDC
Tricycle cargo standard	300-500 kg	800W-1200W	BLDC/Induction
Tricycle cargo robuste	500-1000kg	1500W-3000W	Accueil/PMSM
Tricycle à passagers à grande vitesse	200-400kg	1000W-2000W	BLDC/PMSM

Formule d'estimation de puissance :

P = (M⋅g⋅v⋅sinθ+½ρCdAv³+μMgv)/η

Où :

P : Puissance du moteur (W)
M : Masse totale du véhicule (kg)
v : Vitesse cible (m/s)
θ : Angle de montée maximal (°)
μ : coefficient de résistance au roulement (0,01-0,03)
η : Efficacité de la transmission (0,7-0,9)

Exemple de calcul :

Un tricycle cargo de 500 kg ciblant 30 km/h (8,33 m/s) avec une montée de 10° nécessite :

P≈(800⋅9,8⋅8,33⋅0,17+0,02⋅800⋅9,8⋅8,33)/0,8≈1500W

Ainsi, un Moteur BLDC 1500W convient.

3. Méthodes de montage du moteur

(1) Moteur de moyeu

Avantages: Compact, haute efficacité, aucune chaîne/boîte de vitesses nécessaire.

Inconvénients: Augmentation de la masse non suspendue, affecte la suspension.

Idéal pour: Tricycles légers, scooters de mobilité.

(2) Moteur à entraînement central

Avantages: Centre de gravité bas, couple élevé, idéal pour l'escalade.

Inconvénients: Nécessite une transmission (chaîne/courroie).

Idéal pour: Tricycles cargo, tricycles tout-terrain.

(3) Moteur d'essieu à entraînement direct

Avantages: Sans entretien, longue durée de vie.

Inconvénients: Encombrant, coût plus élevé.

Idéal pour: Tricycles commerciaux, applications lourdes. Tel que Moteur de boîte-pont TM300

4. Méthodes de contrôle du moteur

Contrôle PWM (Brushed DC) : Simple et bon marché mais moins efficace.

Contrôle vectoriel FOC (BLDC) : haute efficacité, contrôle de vitesse fluide.

Contrôle VFD (Induction AC) : convient aux tricycles de haute puissance.

5. Correspondance batterie et moteur

Tension: 48V (léger), 60V (moyen), 72V (usage intensif).

Capacité: 20Ah (courte portée), 30-50Ah (cargo).

Estimation de la portée:

Autonomie (km) = Tension de la batterie × Capacité × Efficacité/Puissance du moteur × Vitesse

Exemple: Batterie 60V 30Ah + moteur 1000W (rendement 90%) à 30 km/h :

Portée≈ 60×30×0,9/1000 ×30≈48km
​

6. Solutions de moteur recommandées

Type de véhicule	Moteur recommandé	Puissance	Contrôle	Batterie
Tricycle léger	Moteur de moyeu BLDC	500W-800W	FOC	48V 20Ah
Tricycle cargo	BLDC à entraînement central	1200W-2000W	FOC	60V 40Ah
Tricycle à grande vitesse	PMSM	1500W-3000W	VFD	72V 50Ah

7. Conclusion

Tricycles légers: Moteur de moyeu BLDC 500W-800W (48V).

Tricycles cargo: BLDC à entraînement central 1000W-1500W (60V).

Tricycles lourds: 2000W+ PMSM/induction (72V).

Facteurs clés: Capacité de charge, capacité de montée, autonomie, coût.

Choisir le bon moteur améliore les performances, l’efficacité et la fiabilité. Adaptez le type de moteur, la puissance et le système de contrôle à vos besoins spécifiques.