analyse assistance origine brompton

bonjour a tous  ,

j'ai été sollicité par deux membres ( j'ai pas les pseudo mais se reconnaitront )du forum pour faire un peu de retro-ingenierie  sur l'assistance brompton  ( je bosses dans l'assistance vélo depuis 15ans  et des fois sur des brompton   ;-) )

j'ai reçu un moteur hs ainsi qu'un support batterie hs ( j'attends une batterie )

première étape  fabrique un outil pour ouvrir le moteur







la suite bientôt

Pour info, si cela peut t'aider dans tes investigations, le moteur moyeu du B Electric est un moteur moyeu chinois TDCM.

oui je savais que c'etait un TDCM  , pour info c'est taïwanais  pas chinois  (ça peut faire la différence niveau qualité )

comme je l'imaginais   le controleur est dans le moteur  :-(  ( que deux fils de puissance sur la prise ) c'est vraiment pas idéal et surtout cela n’apporte aucun avantage  ( toutes les marque qui ont utilisé cette technique ont fait faillite  BionX , Go swissdrive  ...)

j'ai pas testé le moteur reçu électriquement avant ouverture mais j'ai remarqué que la roue libre était défaillante




elle bien morte , bague extérieure fendue



ça se trouve  la ref: CSK20-PP C3

Ah super de voir les premiers éléments!

Merci à toi pour ces premiers retours. Et bravo à Gégé pour l'initiative.

Et c'est moi qui dois t'envoyer la batterie. Pardon, j'ai trainé, j'étais en déplacement toute la semaine dernière, mais je m'en occupe dans la semaine.

Déjà, un premier retour de ce type indiquant une réparabilité de la roue, c'est précieux.
Pour info, Brompton ne préconise toujours pas d'ouvrir les roues qui ont des problèmes pour le moment, ce qui est quand même un peu bancal dans une logique de durabilité du matériel...

gui13 a écrit:

oui je savais que c'etait un TDCM  , pour info c'est taïwanais  pas chinois  (ça peut faire la différence niveau qualité )

Oui, cela vient de Taiwan = ROC = Republic Of China donc, même si pas PRC = People Republic of China, bel et bien chinois !

Comme tu l'as vu ou le sais, TDCM fournit aussi les moteurs moyeux arrière des très chers speedpedelec Stromer.

gui13 a écrit:

elle bien morte , bague extérieure fendue



ça se trouve  la ref: CSK20-PP C3

Tout d'abord merci pour ce travail d'investigation.
C'est la 1ère fois que quelqu'un s'attaque à ce chantier.
Personnellement j'adore ce genre de chantier où on part pour la 1ere fois à la découverte d'un mécanisme.
Ca mériterait un tutoriel à la fin du démontage
On voit une fissure sur la bague extérieure du roulement, mais la fente est usinée (pour la pose d'une clavette je suppose ). Par contre on ne voit pas le mécanisme de la roue libre.
Le couvercle se devisse je suppose ? Bravo aussi pour l'outil
J'attends la suite des photos et du démontage.

Macadam

en effet j'ai oublié la photo des planétaires  ...  ( on vois les cliquets de ce coté de la roue libre )



les problèmes de roue libre sur les moteurs reductés sont courants , c'est pour cette raison que je préfère les direct-drive ....

la partie électronique reste  classique avec  6 MOSFET  , 3 capteurs hall , un capteur de température sur le bobinage  et capteur hall pour la vitesse ( 4 poles  )

le moteur est un  20 pôles , le rapport de réduction est de 4.5

Un direct drive serait le contraire de ce que Brompton a voulu.

Brompton voulait une vrai assistance, optionnelle = que le vélo puisse rouler sans assistance sans que l'assistance non alimentée (sans batterie ou au delà de la vitesse maximum d'assistance de 25km/h sans alimentation du moteur) ne freine le pédalage.

Un direct drive sans aucune alimentation électrique cause une résistance au pédalage car il se comporte comme une génératrice et produit du courant/de l'électricité.

En plus, les moteurs direct drive sont plus lourds que les moteurs réductés ce qui est néfaste pour un vélo pliable que l'on doit pouvoir porter facilement.

Les moteurs direct drive conviennent aux véhicules électriques : voiture électrique, trottinette électrique... pas aux vélos électrique et d'ailleurs, il n'y a quasiment aucun vélo électrique avec direct drive (en dehors des Stromer et Klever qui ne sont pas des vélos électriques mais des speedpedelec).

Mais c'est vrai que la réduction et la roue libre s'usent et que pour assurer une longue durée de vie, il faut des composants de haute qualité et donc coûteux.  La réduction + la roue libre d'un moteur réducté c'est comme un moyeux à vitesse intégrées mono-vitesse, pour les moyeux aussi certains durent plus longtemps que d'autres !
Les moteurs pédalier ont aussi une réduction et une roue libre interne et sont tout à fait fiables.

Si la réduction et la roue libre du moteur TDCM ne dure pas longtemps, c'est parce que c'est une qualité médiocre.

Le roulement cassé est-il un Strieber fait en Allemagne comme sur le lien ci-dessus, ou bien une vers chinoise ?

le grand débat  direct drive/ reducté   :-)

combien de possesseur de VAE roulent  sans batterie  ? a mon avis  très peu  donc l'argument du couple résistif ne tient pas  ( sachant que l'on sais annuler le couple resistif sur un direct drive  avec une roue libre virtuelle )

l'argument du poids ok    mais on parle d'un différence de 900gr  .....

pour moi un moteur roue reducté a les mêmes défauts qu'un moteur pédalier  , beaucoup trop de mécanique ( réduction , roue libre , roulements ....)  et rare sont les moteurs qui dépassent les 25/30000km ...

reste pas mal d'arguments pour le direct drive :
totalement silencieux  si utilisé avec un controleur FOC
très bonne fiabilité ( j'ai des client qui ont dépassé les 100000km ....)
frein regeneratif  très agréable  ( économie des frein meca )

mais pour revenir a cette motorisation Brompton   , le plus gros defaut pour l'instant  n'est pas le fait qu'il soit reducté  ( si l'ouverture était facile on pourrais changer   roue libre + pignon  tout les  xxxxxxkm )   mais le fait qu'il ai placé le controleur dans le moteur,  c'est totalement contre productif  !
la qualité mécanique est plutôt de bonne facture  , pas mal de pièces en CN  , fonderie et ajustement de qualité  ,le bobinage est très propre , c'est un poil mieux que des moteur reducté de chez Bafang  (leader mondial ) et similaire a du Bosch/brose/yamaha

la suite ( electronique ) au prochain épisode  ;-)

jflb a écrit:

Le roulement cassé est-il un Strieber fait en Allemagne comme sur le lien ci-dessus, ou bien une vers chinoise ?

c'est bien la version « Deutsche Qualität »

Dans le cas du Brompton ,peut être dû à sa spécificité, nous sommes pas mal à rouler sans assistance de manière ponctuelle pour plusieurs raisons.
- Profiter de la compacité du B. électrique à moindre poids quand on n'a pas besoin de l'assistance et donc prendre le vélo en se soulageant de 3 kilos (pour un vélo que l'on porte très souvent à bout de bras, le poids est déterminant) ;
- En trajet longue distance, économiser au maximum la batterie pour tenir dans les parties difficiles;
- Au delà de 25 km/h en effet (et c'est vrai que hors agglomération ,on atteint relativement facilement les 28 km/h sur le plat avec la bestiole, je suis habitué à entendre l'assistance s'arrêter avec son bruit caractéristique);
- Terminer un trajet avec une batterie à zéro (ça m'arrive souvent);
Alors évidemment, c'est loin d'être tout le temps le cas mais dans mon propre cas, je pense pouvoir dire que je roule autour de 15-20% du temps sans assistance. Et en cas de voyage, ça peut monter à 30 ou 40%.

Mais j'ignorais toutes ces subtilités techniques sur le couple résistif, c'est chouette à lire, merci pour ces retours!

Pour le contrôleur, je ne suis pas sûr de comprendre ou je me méprends sur les pièces, je suis très néophyte. Le contrôleur que tu évoques, quelle est la différence de rôle avec le contrôleur qui est situé dans le support de batterie? C'est à dire dans le support du sac que Gégé t'a envoyé également, il me semble?

Autre question d un novice...
Comment fonctionne cette roue libre "virtuelle"?

Citation :

( sachant que l'on sais annuler le couple resistif sur un direct drive avec une roue libre virtuelle )

Orange Mecanique a écrit:

Dans le cas du Brompton ,peut être dû à sa spécificité, nous sommes pas mal à rouler sans assistance de manière ponctuelle pour plusieurs raisons.
- Profiter de la compacité du B. électrique à moindre poids quand on n'a pas besoin de l'assistance et donc prendre le vélo en se soulageant de 3 kilos (pour un vélo que l'on porte très souvent à bout de bras, le poids est déterminant) ;
- En trajet longue distance, économiser au maximum la batterie pour tenir dans les parties difficiles;
- Au delà de 25 km/h en effet (et c'est vrai que hors agglomération ,on atteint relativement facilement les 28 km/h sur le plat avec la bestiole, je suis habitué à entendre l'assistance s'arrêter avec son bruit caractéristique);
- Terminer un trajet avec une batterie à zéro (ça m'arrive souvent);
Alors évidemment, c'est loin d'être tout le temps le cas mais dans mon propre cas, je pense pouvoir dire que je roule autour de 15-20% du temps sans assistance. Et en cas de voyage, ça peut monter à 30 ou 40%.

aurais tu le même comportement si tu avais genre 600Wh de batterie au lieu des 300 ?

ce qu'on appele vulgairement "controleur"  ou ESC ( electronic speed controler) c'est l’électronique de puissance qui va transformer la tension continu de la batterie   en triphasé alternatif  ( moteur bruschless = moteur asynchrone a aimants permanent ) suivant la qualité du signal triphasé  le moteur aura un rendement différent  et fera +/- de bruit électrique .Les contrôleurs de qualité sorte un signal sinusoïdal pur ....
je reviendrais plus tard sur les différents éléments électroniques du système brompton

le principe de la roue libre virtuelle est d'envoyer  la puissance nécessaire  pour gommer le couple résistif des aimants sur le bobinage .
le couple résistif est fonction du diamètre du bobinage  , du nombre de pôles moteur et de la qualité des aimants  , il faut donc fais des test pour trouver la bonne puissance. un ordre d'idée sur direct drive de gros diamètre  c'est de l'ordre de 0.4Nm   et le courant nécessaire  de l'ordre de 0.35A. ( plus le moteur de poles et un grand diamètre moins il aura de resistance)
Ce courant est injecté automatiquement dans le moteur dès qu'on arrête de solliciter l'assistance ....

Avec 600 Wh de batterie, le comportement serait différent c'est certain (en dehors du pédalage à plus de 25 km/h et du pédalage sans batterie pour gagner du poids), ça résoudrait en partie 2 de mes 4 raisons pour pédaler sans assistance, mais uniquement si ces 600Wh de batterie n'incluaient pas de surpoids parce que le vélo actuel avec ses 300 Wh de batterie est à la limite de portabilité, je trouve.

Merci pour la précision sur le contrôleur. Du coup, je comprends que le contrôleur qui transforme la tension est dans le moteur et que le contrôleur, à savoir la carte qui régule l'assistance, dans le socle de batterie sur le support de sac?

Un moteur direct drive qui tourne sans être alimenté devient un alternateur qui produit du courant et pour le faire tourner, il faut de la puissance de pédalage ou de l'énergie cinétique ou de l'énergie potentielle gravitationnelle.
C'est aussi le principe de la régénération et du freinage régénératif.

La roue libre virtuelle est un abus de langage.

Il n'y pas de roue libre, ce qu'on fait c'est alimenter le moteur pour le faire tourner à la vitesse du vélo mais quasiment sans qu'il produise de puissance.

Au delà de 25km/h c'est limite illégal car le moteur d'un VAE ne doit plus assister au delà de 25km/h, la moindre énergie additionnelle fournie par le moteur au delà de 25km/h est illégale.

Un direct drive c'est au minium 4kg, cela fait tout de même plus de 1kg supplémentaire par rapport à un moteur pédalier moderne.

Ce surpoids est une conséquence de la physique des moteurs électriques : à puissance développée égale, un moteur qui tourne plus lentement est plus lourd car plus d'aimants et de bobinages, c'est la raison pour laquelle tous les moteurs pédalier ont une réduction interne (sauf le Pendix qui est très lourd). Il en est de même pour les dynamo moyeu : celles pour roues de grand diamètre qui tournent plus lentement sont plus lourdes que celles pour roues de petits diamètre qui tournent plus vite.

Mais le débat est inutile : pour les VAE, le marché a tranché, il n'y a quasiment pas de VAE avec direct drive.

juste pour info les direct drive que je monte sur les brompton font  3kg ( donc 0.9kg de plus que l'origine )   et aucun ,sur une trentaine montés, n'a cassé de moteur ....

mais vu que "le debat est inutile"  je te laisse avec tes certitudes  ..... mais dis toi que "le marché " c'est 80% de marketing et 20% de technique  ....

Il y a de très nombreux ingénieurs extrêmement compétents qui travaillent dans les sociétés qui développent et fabriquent des assistances pour VAE et dans les sociétés qui développent et fabriquent des VAE et qui font des choix techniques, pas marketing.

Typiquement, seuls les vendeurs et installateurs de kits chinois ou Grin Tech ou des toutes petites firmes qui n'ont pas de moyens technologiques et financiers suffisants utilisent des moteurs direct drive parce qu'ils sont moins cher et beaucoup plus simples que les moteur pédalier.

Et de toute façon les moteurs pédaliers performants, Bosch, Shimano, Fazua, Panasonic et Bafang hors BBS nécessitent un cadre adapté et ne sont vendus qu'aux OEM, donc inaccessibles aux installeurs de kits.

je te laisse avec tes certitudes .....

gui13 a écrit:

juste pour info les direct drive que je monte sur les brompton font  3kg ( donc 0.9kg de plus que l'origine )   et aucun ,sur une trentaine montés, n'a cassé de moteur ....

mais vu que "le debat est inutile"  je te laisse avec tes certitudes  ..... mais dis toi que "le marché " c'est 80% de marketing et 20% de technique  ....

Et ça, c'est pas un critère anodin en effet quand on considère nos galères actuelles!

gui13 a écrit:

mais pour revenir a cette motorisation Brompton   , le plus gros defaut pour l'instant  n'est pas le fait qu'il soit reducté  ( si l'ouverture était facile on pourrais changer   roue libre + pignon  tout les  xxxxxxkm )   mais le fait qu'il ai placé le controleur dans le moteur,  c'est totalement contre productif  !
la qualité mécanique est plutôt de bonne facture  , pas mal de pièces en CN  , fonderie et ajustement de qualité  ,le bobinage est très propre , c'est un poil mieux que des moteur reducté de chez Bafang  (leader mondial ) et similaire  a du Bosch/brose/yamaha

Si la présence du contrôleur dans le moteur n'est que le seul gros problème de cette motorisation, c'est quelque chose qui peut à mon sens facilement se régler lors d'une prochaine évolution (future version 2).
On attend la suite du démontage et de l'analyse

Macadam

gui13 a écrit:

juste pour info les direct drive que je monte sur les brompton font  3kg ( donc 0.9kg de plus que l'origine )   et aucun ,sur une trentaine montés, n'a cassé de moteur ....

Nous sommes preneur d'infos sur le sujet (ça peut faire l'objet d'un nouveau post au besoin).

Macadam

revenons a nos moultons  :-)
j'ai démonté le stator et rotor sans outil specifique mais ça doit aider  ( un extracteur 5 trous )




sur ce moteur on peut voir des traces qui ressemble a de la corosion  sur les soudure du cable  ( c'est la partie basse du moteur )



on peut voir la connectique de marque Holin deux gros Pin tension batterie  , deux petit pin CAN bus , deux autre pin non utilisés



comme vous l'avez compris tout est géré en CAN bus :-(  la carte électronique  dans le support de batterie  , le moteur et la batterie ont leur propre microcontrôleur CAN et ils discutent ensemble  ....
La carte dans le support batterie gère en plus le Bluetooth (carré en bas a gauche) , le capteur de couple ( capteur de pédalage en quadrature + signal de couple ) ainsi que la régulation de tension pour l’éclairage  ( 6v ? )
les cable rouge et noir arrive de la batterie et reparte vers le câble moteur



branchement capteur de couple + éclairage



arrivé CAN batterie vert/bleu de la batterie ( high/low )  , le marron+orange servent juste de commutateur pour mettre en marche la batterie ( voir resistance 0 ohm )



et pour finir la prise rosenberger ropd  que j'aime beaucoup  :-)



comme j'imaginais  c'est un un systeme dans l'air du temps c'est a dire complétement captif a la marque  , l'utilisation du CAN bus devient systématique dans les vélo du commerce  depuis l'arrivée de Bosch  en 2010 ( inventeur du CAN )  et qui essaye de l'imposer dans la norme en15194 ( sans succès pour l'instant )
Il n'y a aucune justification a son utilisation sur un VAE

Sans les outils de programmation de la marque  on ne peut pas réparer grand chose ....

Pour résumer :
la construction semble serieuse  et la qualité des matériaux est bonne mais  pourquoi faire si compliqué  , quel intérêt de mettre l’électronique de puissance dans le moteur dont le bobinage chauffe aussi  ?  le controleur aurait très bien pu être intégrer dans le support de batterie  pour n'avoir qu'une seule carte et un meilleur refroidissement et faciliter le SAV , le moteur aurait été simplifié  et aurait permit un démontage  des pièces d'usure ( engrenage+ roue libre ) plus facile ....
comme toutes les marques du secteur on est encore loin de l'ecomobilité ......

Je ne sais pas si tu poursuivras ce travail avec une réparation et le remontage, mais merci encore une fois pour ce travail d'investigation, les photos et l'analyse, c'est passionnant
Je n'ai pas de eBrompton, mais ce sujet m'intéresse et j'ai quelques questions :
- Tu as montré une photo du réducteur, mais on ne voit pas les cliquets de roue libre. Aurais-tu une photo plus précise ?
- Je suppose que le roulement avec la fente vient au milieu du réducteur. La fameuse fente usinée dans la bague extérieure accueille-t-elle une clavette pour bloquer cette bague sur le réducteur ou sert-elle à autre chose ?
- Tu as indiqué que le réducteur était un point faible des ces moteurs, mais est-ce uniquement le roulement qui cède ou est-ce une autre partie qui lâche et sait-on quantifier ce problème ?
- D'après toi, si on te demandait de retirer la partie électronique du moteur (les 2 cartes électronique que l'on voit sur les photos qui constituent le point faible de cette motorisation) pour la mettre par exemple dans le sac et de "refermer" d'un point de vue électrique le circuit électronique pour qu'il soit opérationnel (quitte à changer les connecteurs) serait-ce faisable par quelqu'un de ton niveau ou est-ce absolument du ressort d'un industriel avec des machines ?

Merci.

Macadam

voici la photo de la roue libre  ( flasque retirées  )




a chaque fente il y a une clavette (interieure et exterieure )

le problème des moteur reducté  c'est qu'obligatoirement  les pignons sont en matière plastique  ( pour des raison de bruit )  le moteur chauffe le plastique se ramolli et ça casse  ( le fait de rajouter de la chaleur avec le controleur n'aide pas )   alors on peut contrôler la température  avec la sonde  mais dans ce cas on se retrouve avec des arrêt d'assistance lors de forte cotes .... ( problème des BionX )

oui on peu recâbler complétement le moteur  en mettant un controleur externe  c'est faisable et deja fais mais cela vaut il le coup financièrement ?

le cout d'une assistance  d'origine brompton c'est 1800€ ,  pour moins cher on a une assistance plus durable  , complétement ouverte  , plus de capacité batterie ,  capteur de couple  et vrai ordinateur de bord .... mais un peu moins bien fini  ....

exemple  :