Les solutions techniques



Daniel Couque construit des Fitnesscar depuis déjà quelques années. Il a exploré plusieurs voies.
Toutes les Fitnesscar construites l'ont été sur base d'un tricycle ou trike couché pour la simple et bonne raison que si on veut pouvoir pédaler à l'arrêt en tricycle c'est plus simple qu'à bicyclette. 
Le pédalage dans un alternateur:
Dans les premières versions Daniel Couque partait d'un ordinateur de bord d'un vélo d'appartement et d'un alternateur de 2CV qui alimente une batterie permettant de mouvoir l'engin à l'aide d'un moteur électrique. La commande de l'ordinateur de bord du vélo d'appartement agit sur un potentiomètre pour durcir plus ou moins le freinage en fonction du programme sélectionné et du rythme cardiaque. Daniel a détourné cette commande pour agir sur le réglage d'une alimentation variable qui alimente le stator de l'alternateur. Ainsi en pédalant on recharge plus ou moins une batterie en fonction du rythme cardiaque. Dans cette version l'avancement est vraiment indépendant du pédalage. Par contre, il y a beaucoup de pertes dues au cumul des rendements.
Version intermédiaire:
L'idée suivante de Daniel est de se dire que si on peut utiliser le pédalage pour avancer, il y a moins de perte que si on charge une batterie puis on avance à l'électrique. L'idée est alors de pédaler en s'aidant d'un moteur moyeu dans la roue arrière et de garder l'alternateur en pédalant en marche arrière uniquement à l'arrêt.
Version en cours de développement par Daniel actuellement:
Daniel travail à une transmission à train épicycloidal qui permet un pédalage à effort constant. Il utilise deux moteurs générateurs l'un dont la rotation est liée à l'axe de sortie du train épicyloidal et l'autre lié à la rotation du porte satellite. Ainsi on peut pédaler à l'arrêt, on peut avancer en s'aidant d'un des deux moteurs ou des deux. Le système ressemble à ce qui est fait pour la Toyota Prius avec un moteur essence (au lieu du pédalier).
 

La Fitnesscar des Alpes



Les solutions imaginées par Daniel Couque ne sont pas pertinentes dans le contexte de mon parcours (à part la version épicycloide peut être mais qui n'est pas encore aboutie). J'ai donc développé un véhicule particulier qui répond à mon besoin de déplacement.
Je n'ai pas de feu de circulation sur mon parcours donc à priori pas d'arrêts, je n'ai donc pas besoin de la fonctionalité pédalage à l'arrêt. Par contre, j'ai des côtes très raides (300m de dénivellé sur 2km) qui m'interdisent l'utilisation d'un moteur moyeu comme seul moyen de propulsion.
La Fitnesscar des Alpes utilise un moteur brushless qui aide à tourner le pédalier. J'ai mis un plateau sur la pédale gauche et une chaine vers le moteur. Ainsi le moteur profite des vitesses du tricycle. Sa vitesse de rotation est conditionnée par la vitesse de rotation du pédalier et non pas par la vitesse de déplacement. Ce moteur ne permet pas la régénration et donc ne sert pas pour le freinage en descente.
Pour freiner en descente, afin de pouvoir pédaler à fréquence cardiaque constante , je compte utiliser un moteur à balai avec un controleur permettant la régénération. Ainsi en descente le moteur freinera suivant la position de l'accélérateur tout en rechargeant la batterie.
Le moteur brushless à un meilleur rendement (très utile pour limiter la consommation en montée) que les moteurs brush, par contre il est très compliqué de trouver un controleur permettant la regénération controllée. Le moteur brush a un moins bon rendement mais il est facile de trouver toute sorte de controlleurs et entre autre un deux quadrants permettant de freiner en regénérant les batteries.
Daniel se déplaçant principalement sur un terrain plat, n'a pas de problèmes liés au poids du matériel. Il utilise des accus au plomb qui sont peu chers, recyclables, et peu sensibles aux problèmes de sur-tension. Dans mon cas, l'énergie générée au freinage ne peut pas être absorbée par un petit accu au plomb (qui nécessite une charge assez lente [à C/5]). J'ai calculé que pour rentrer il me faudrait 24V et 30ah, mais à cause de l'énergie générée à la descente il faudrait probablement une batterie de 24V 80 ou 100ah soit 40kg de batterie. Ceci étant exclu, je me suis tourné vers la technologie de batteries LiFePo4 qui permet de charger très rapidement (à au moins 3C). Ma batterie 24V 40ah pèse 7,5kg et est capable d'encaisser autant d'énergie que 40Kg de batteries au plomb.
La dernière amélioration envisagée est l'utilisation d'un moyeu arrière NuVinci qui permet le passage de vitesses de façon continue et en charge ou à l'arrêt. J'ai un problème dans les montées pour changer de vitesse, si je lache l'accélérateur pour éviter de faire craquer la transmission, je perd trop de vitesse et n'arrive pas à repartir une fois la vitesse supérieure enclenchée.
Le NuVinci, moyennant un petit aménagement devrait permettre de faire tourner le moteur brush en tenant compte de la démultiplication (350% de plage de vitesse) et non pas uniquement de la vitesse de la roue.