3 façons de charger un vélo électrique à l’énergie solaire
J’ai récemment fabriqué des chargeurs solaires pour mes deux vélos électriques.
Voici le premier pour mon vélo électrique Specialized :
Et voici le second pour mon ebike converti :
Comme vous pouvez le voir, les chargeurs solaires pour vélos électriques que j’ai fabriqués sont tous un peu différents. C’est parce qu’il y a plusieurs façons de charger un vélo électrique à l’énergie solaire.
(Et parce que certains moyens ne fonctionnent pas pour certains vélos électriques. )
Si vous êtes décidé à fabriquer un chargeur solaire pour votre ebike – ou un vélo solaire complet – voici 3 façons de le faire.
1. Fabriquez votre propre chargeur solaire pour vélo électrique
Les avantages :
- Le plus efficace (la plus petite quantité d’énergie est perdue pendant le processus de charge).
- Léger par rapport aux autres méthodes
Contre :
- Ne fonctionne pas avec la plupart des vélos électriques disponibles dans le commerce.
- Peut être complexe
Idéal pour :
- Les cyclistes qui souhaitent construire un vélo solaire, c’est-à-dire installer un chargeur solaire sur leur vélo électrique et le recharger tout en roulant.
- Les vélos électriques dont les batteries peuvent être chargées et déchargées simultanément.
- Les vélos électriques dont les chargeurs n’ont pas de broches de données.
Matériaux
- Contrôleur de charge solaire MPPT boost pour la chimie et la tension de la batterie de votre vélo électrique – j’ai utilisé le Genasun GVB-8-Li-41.7V-WP, conçu pour les batteries au lithium de 36V nominal.
- Panneau solaire – si vous le montez sur votre vélo, envisagez un panneau flexible avec des cellules solaires SunPower (les plus efficaces disponibles).
- Câbles adaptateurs – j’ai utilisé un câble adaptateur MC4 à Anderson. Trouvez le bon adaptateur pour votre contrôleur de charge.
- Fusible MC4 en ligne – le bon ampérage pour votre panneau.
Étape 1 : Branchez votre bicyclette électrique et voyez ce qui se passe.
Pour cette méthode, nous n’utiliserons pas le chargeur fourni avec votre bicyclette électrique. Nous allons fabriquer le nôtre.
Comme cette méthode est idéale pour recharger une bicyclette électrique tout en la conduisant, voyons d’abord si vous pouvez recharger et conduire votre bicyclette électrique en même temps.
(De nombreux vélos électriques disponibles dans le commerce ne peuvent pas être chargés et utilisés en même temps. Le BMS du vélo désactive l’accélérateur ou l’assistance électrique lorsque le chargeur est branché).
Branchez votre chargeur de bicyclette électrique et voyez ce qui se passe avec votre bicyclette. Voyez si l’accélérateur ou l’assistance au pédalage fonctionne toujours.
Par exemple, vous pouvez voir que mon ebike Specialized passe en mode « Chargement » lorsque le chargeur est branché. Dans ce mode, l’assistance électrique est complètement désactivée.
Si votre bicyclette électrique fonctionne normalement pendant la charge, c’est génial ! Vous pouvez rouler et charger en même temps.
Si l’assistance électrique de votre vélo électrique est désactivée pendant la charge, j’ai de mauvaises nouvelles :
Vous ne pourrez pas recharger votre vélo à l’énergie solaire et rouler en même temps – du moins pas sans modifier le BMS, ce que je ne sais pas faire.
Mais vous pouvez, bien sûr, continuer à le charger à l’énergie solaire tout en ne le conduisant PAS. Vous pouvez utiliser l’une des 3 méthodes décrites dans cet article pour le faire.
Maintenant, nous devons déterminer à quel point il sera difficile de fabriquer notre propre chargeur.
Étape 2 : Regardez votre chargeur de bicyclette électrique
Ensuite, regardez le chargeur fourni avec votre bicyclette électrique – plus précisément, la partie qui se branche sur la batterie.
Par exemple, voici la fiche de mon chargeur Specialized :
Les deux grosses broches du bas de mon chargeur sont les broches d’alimentation positive et négative. Vous remarquerez également une troisième petite broche en haut à droite. Il s’agit d’une broche de données, également appelée broche de signal, qui transmet les données du chargeur à la batterie.
Regardez si votre chargeur de vélo possède des broches de données.
S’il n’en a PAS, vous avez de la chance : il sera probablement facile de charger votre bicyclette électrique à l’aide du port de charge existant. Vous pouvez passer directement à l’étape 3.
S’il possède une ou plusieurs broches de données, vous pouvez essayer deux méthodes (toutes deux sont destinées aux experts en bricolage et aucune n’est garantie) :
- Imiter le signal de données : Pour le chargement via le port de chargement existant
- Utilisez des broches d’alimentation différentes : Pour recharger via un port de charge que vous aurez bricolé.
Imitation du signal de données
Tout d’abord, vérifiez que la ou les broches de données sont nécessaires à la charge. Testez-le en recouvrant une broche de données avec du ruban adhésif et en branchant le chargeur. Répétez l’opération pour toute autre broche de données sur votre chargeur.
Comme vous pouvez le voir, lorsque je fais cela avec mon chargeur Specialized, la batterie ne se charge pas :
Grâce à ce petit test, je sais que la broche de données de mon chargeur est nécessaire pour la charge.
Cela signifie que, pour charger la bicyclette électrique par cette méthode, nous devons imiter le signal de données provenant de la broche de données.
Remarque : à ce stade, vous vous dites peut-être : « Imiter le signal de données… comment allons-nous faire ? » Vous voyez maintenant à quel point cette méthode de charge solaire peut être délicate. C’est le moment de se demander si vous voulez ou non vous pencher sur l’une des autres méthodes détaillées dans cet article.
Mesurez maintenant la tension de la broche de données du chargeur avec un multimètre :
Vous recherchez quelque chose qui serait facile à reproduire. Dans ce cas, la broche de données de mon chargeur Specialized émet une tension constante de 5 volts.
C’est encourageant. Cela signifie que je pourrais être en mesure de » tromper » la broche de données en lui appliquant un 5V constant. Par exemple, je pourrais connecter un convertisseur 5V en ligne au fil de données.
(Si vous avez une batterie Bosch, voici une vidéo montrant comment vous pouvez l’inciter à accepter une charge en appliquant 5V à la broche de données).
A ce stade, je ne peux malheureusement plus vous aider. Je n’ai jamais essayé d’imiter un signal de données moi-même. Je sais juste que d’autres ont eu du succès auparavant avec certaines motos.
Vous devrez tester et découvrir le reste vous-même. Je recommande d’essayer de reproduire le signal de données avant de construire le reste de votre chargeur solaire.
Sachez également que vous êtes peut-être en territoire inconnu.
Il est possible que personne n’ait trouvé (ou documenté) comment imiter le signal de la broche de données pour votre vélo particulier. Si vous choisissez cette voie, sachez ce que vous faites, prenez les précautions nécessaires et soyez prêt à essayer plusieurs choses différentes.
Utilisez des broches d’alimentation différentes
Si vous ne pouvez pas ou ne voulez pas imiter le signal de données, vous ne pourrez pas charger votre bicyclette électrique via le port de charge existant.
Votre dernière option est d’essayer de bricoler votre propre port de charge.
Certaines batteries de bicyclettes électriques ont un deuxième ensemble de broches d’alimentation entre la batterie et le contrôleur du moteur que vous pouvez utiliser pour charger la batterie à l’énergie solaire.
Par exemple, pour ma deuxième bicyclette électrique (celle que j’ai convertie), j’ai travaillé avec un magasin de bicyclettes électriques qui a soudé des câbles de batterie à ces broches d’alimentation, qui sont accessibles en retirant le boîtier du contrôleur du moteur.
Voici à quoi cela ressemble :
Inutile de dire qu’il ne faut pas essayer ça à la maison. Les batteries au lithium sont dangereuses. Et explosives. Demandez l’aide d’un professionnel si vous envisagez de suivre cette voie.
Étape 3 : Achetez ou fabriquez vos câbles d’adaptation
À ce stade, vous devez savoir :
- Si vous pouvez ou non charger votre vélo électrique à l’énergie solaire tout en le conduisant.
- Si vous envisagez de recharger votre vélo à l’énergie solaire via le port de charge existant ou via un port de charge que vous aurez bricolé.
Nous avons franchi la partie la plus difficile. Félicitations !
Voici le schéma de câblage :
Mon panneau solaire était équipé de connecteurs MC4, la norme de l’industrie solaire. Et mon contrôleur de charge solaire MPPT est livré avec des connecteurs Anderson Powerpole.
Voici à quoi ils ressemblent :
Pour pouvoir connecter le panneau solaire au régulateur de charge, j’ai obtenu un câble adaptateur MC4 à Anderson.
Quant à la connexion de la batterie au régulateur de charge, les miens avaient déjà des connecteurs Anderson et je n’ai pas eu besoin de câble adaptateur.
Achetez ou fabriquez les câbles adaptateurs pour connecter votre chargeur ensemble. Vous pouvez également mettre un câble d’extension entre le panneau solaire et le contrôleur de charge afin de pouvoir placer le panneau solaire à l’extérieur pendant que votre vélo est à l’intérieur.
Conseil : Parmi les connecteurs courants pour les chargeurs de batterie de bicyclette électrique, citons la prise cylindrique de 2,1 mm, les connecteurs XT60 et les connecteurs Anderson Powerpole. Vous pouvez trouver un grand nombre de ces connecteurs et de ces câbles adaptateurs en ligne, notamment sur les sites Web de vélos électriques tels que Luna Cycle et Grin Technologies.
Il ne vous reste plus qu’à passer à la partie la plus facile : connecter tous les éléments ensemble.
Étape 4 : Connecter le panneau solaire à la batterie de l’Ebike
C’est la partie la plus facile de toute la construction.
Voici un aperçu vidéo rapide du processus :
Consultez les instructions de votre contrôleur de charge pour connaître l’ordre de connexion recommandé. La plupart des régulateurs de charge avec lesquels j’ai travaillé recommandent de connecter la batterie et le régulateur de charge en premier. Mais celui que j’ai utilisé pour ce projet, le Genasun GVB-8-WP, recommande de connecter le panneau solaire et le contrôleur de charge en premier.
J’ai donc d’abord connecté le panneau solaire au contrôleur de charge en utilisant mon câble adaptateur MC4 à Anderson. Ensuite, j’ai connecté le contrôleur de charge à la batterie. (Une fois que je l’ai fait, vous pouvez voir la LED du contrôleur de charge clignoter en vert, indiquant qu’il est en mode veille).
(Si j’avais voulu, pour une protection supplémentaire, j’aurais pu ajouter un fusible MC4 en ligne entre le panneau solaire et le contrôleur de charge. Vous remarquerez que mon contrôleur de charge a un fusible intégré entre le contrôleur de charge et la batterie).
Il est maintenant temps de sortir le chargeur et de lui faire passer son premier test en conditions réelles.
Étape 5 : Testez votre chargeur solaire DIY pour bicyclettes électriques.
J’ai déplacé mon panneau solaire à l’extérieur et l’ai placé au soleil. Mon contrôleur de charge solaire a commencé à clignoter rapidement en vert, indiquant que la batterie était en cours de charge.
Cela signifie que…
…mon chargeur solaire pour vélo électrique fonctionne !
Je peux maintenant m’asseoir et me détendre pendant que la batterie se recharge.
Si le vôtre ne fonctionne pas, consultez la section de dépannage dans le manuel du contrôleur de votre chargeur.
Étape 6 : Monter votre chargeur solaire sur votre bicyclette électrique (facultatif)
Vous venez de fabriquer un chargeur solaire pour votre vélo électrique. À ce stade, vous vous demandez probablement :
Puis-je fixer le chargeur à mon vélo pour que la batterie se recharge pendant que je roule?
C’est tout à fait possible. En fait, je l’ai récemment fait moi-même :
Pour ce faire, vous devez choisir un moyen de fixer votre chargeur solaire à votre vélo.
Voici les méthodes les plus courantes que j’ai vues :
- Sur une remorque à vélo
- Sur le dessus du vélo (pour créer une sorte de toit solaire)
- Sur les roues avant ou arrière
J’ai décidé de monter le mien sur une remorque à vélo. Avec l’aide de mes amis ingénieurs, nous avons conçu un support de panneau solaire personnalisé.
Après quelques itérations, voici ce que j’ai obtenu :
que j’ai monté sur ma remorque à vélo comme ceci :
Maintenant, j’ai un vélo solaire complet. Pendant que je roule, le panneau solaire charge la batterie qui alimente le moteur. C’est assez génial. Mais je vous préviens, c’est beaucoup de travail.
C’est aussi tout à fait optionnel. La plupart des gens n’ont pas besoin d’un vélo électrique à énergie solaire. Si vous ne voulez pas vous embêter avec cette étape, vous pouvez simplement laisser votre chargeur solaire à la maison.
Le support que vous construirez sera adapté à votre configuration spécifique, je ne peux donc pas vous dire comment le faire. Je vais simplement vous laisser avec quelques photos et vidéos comme source d’inspiration pour votre conception :
- Toit solaire et remorque à vélo solaire.
- Instagram de The Sun Trip
- Les changements de conception d’un cycliste solaire de longue date au fil du temps.
2. Utilisez un onduleur et une batterie 12V
Pour :
- Utilise le chargeur inclus avec votre bicyclette électrique.
- Fonctionne avec tous les vélos électriques
Inconvénients :
- Moins efficace
- Lourd
Idéal pour :
- Charger une bicyclette électrique à l’énergie solaire sans la conduire (bien que vous puissiez toujours monter ce système sur votre vélo).
- Les vélos électriques qui ont des chargeurs difficiles à reproduire (comme les chargeurs avec des broches de données ou des connecteurs peu communs).
Matériel
- Panneau solaire 12V – j’ai utilisé un panneau de 100 watts
- Régulateur de charge solaire 12V
- Batterie 12V – J’ai utilisé une batterie 12V 33Ah
- Onduleur – J’ai utilisé un onduleur de 150W. Prenez-en un avec une puissance nominale capable de gérer les demandes d’énergie de votre chargeur de vélo.
- Câbles adaptateurs et fusibles
Etape 1 : Connecter le contrôleur de charge solaire et l’onduleur à la batterie
Voici un schéma de câblage pour la fabrication de ce chargeur solaire :
Ce chargeur stocke l’énergie solaire dans une batterie de 12 volts, puis utilise un onduleur pour la convertir en courant alternatif afin d’utiliser le chargeur inclus avec votre bicyclette électrique.
Il n’est pas aussi efficace et léger que la première méthode, mais, en fonction de votre vélo, il peut être plus facile à fabriquer. Cette méthode fonctionne également avec tous les vélos électriques.
Commençons.
Tout d’abord, connectez le contrôleur du chargeur solaire et l’onduleur à la batterie. Les meilleures pratiques de sécurité consistent à placer un fusible sur les fils positifs entre la batterie et le contrôleur de charge et l’onduleur.
Comme vous pouvez le voir dans la vidéo, mon contrôleur de charge et mon onduleur s’allument tous les deux, ce qui indique qu’ils sont correctement connectés.
Étape 2 : Connecter le panneau solaire au contrôleur de charge solaire
Ensuite, connectez le panneau solaire au contrôleur de charge. Les meilleures pratiques de sécurité ici sont d’inclure un fusible sur le fil positif entre les deux.
Remarque : j’ai utilisé un panneau solaire de 100 watts, mais n’hésitez pas à utiliser la taille que vous voulez, tant que sa tension nominale est compatible avec votre contrôleur de charge.
Mon régulateur de charge affiche maintenant un chiffre pour la tension PV entrante, indiquant que le panneau solaire est correctement connecté.
Cependant, le panneau solaire ne charge pas encore la batterie car il est en basse lumière. Il est temps de le mettre au soleil.
Étape 3 : Testez votre système de charge solaire pour bicyclettes électriques.
Tout d’abord, mettez votre panneau solaire au soleil et regardez le courant PV sur le contrôleur de charge pour vous assurer qu’il charge.
Vous pouvez voir que le mien charge la batterie à un taux de 0,8 ampères.
Cela signifie que le panneau solaire réussit à charger la batterie. Je dois maintenant brancher le chargeur de ma bicyclette électrique sur la prise de l’onduleur.
Lorsque je le fais, l’ordinateur de mon vélo indique que le vélo est en mode charge :
Mon système de charge solaire pour bicyclette électrique fonctionne !
Voici une vidéo de démonstration de l’ensemble du système :
Si je le souhaite, je peux laisser le panneau solaire à l’extérieur pour que la batterie de 12 volts soit rechargée et prête à charger la batterie de ma bicyclette électrique quand elle en a besoin.
Remarque : vous pouvez également monter cette installation sur votre vélo électrique pour en faire un vélo solaire. Ce n’est cependant pas le moyen idéal de charger un vélo électrique tout en roulant, en raison du poids supplémentaire de la batterie de 12 volts et de l’onduleur, ainsi que des pertes d’énergie dues à la conversion du courant continu en courant alternatif, puis en courant continu.
3. Utilisez un générateur solaire
Pensez à un générateur solaire comme étant essentiellement un petit système d’énergie solaire autonome.
Il est doté d’un régulateur de charge solaire qui régule l’énergie solaire entrante, d’une batterie qui la stocke et d’un onduleur qui la convertit en courant alternatif lorsque vous souhaitez brancher vos appareils à courant alternatif. Il rend l’alimentation et la charge solaires aussi simples que possible.
Bien sûr, vous allez payer un supplément pour ce confort. Beaucoup plus cher.
Pour :
- Méthode la plus simple
- Peut utiliser le chargeur de batterie inclus dans votre bicyclette électrique.
- Fonctionne avec tous les vélos électriques
Contre :
- Coûteux
- Moins efficace
- Lourd
Idéal pour :
- Les cyclistes qui veulent un chargeur de vélo électrique solaire prêt à l’emploi.
Matériaux
- Générateur solaire
- Panneau solaire compatible
Étape 1 : Connecter le panneau solaire au générateur solaire
Je n’ai pas de générateur solaire pour illustrer cette partie, mais c’est très simple.
Connectez le panneau solaire au générateur solaire en suivant le mode d’emploi. Assurez-vous que le panneau est compatible avec votre générateur.
Étape 2 : Branchez le chargeur de votre bicyclette électrique
Branchez le chargeur de votre bicyclette électrique fourni sur une prise du générateur solaire. Votre bicyclette électrique devrait commencer à se charger.
Facile.
Combien de temps faut-il pour charger un vélo électrique à l’énergie solaire ?
Vous vous demandez peut-être maintenant : » Combien de temps faut-il à mon panneau solaire pour charger mon vélo électrique ? « .
Vous pouvez le savoir en utilisant notre calculateur de temps de charge de batterie solaire. J’ai entré les spécifications suivantes pour mon vélo solaire :
- Batterie au lithium 36V 26,5Ah
- Panneau solaire de 170W
- contrôleur de charge MPPT
Selon notre calculateur, il faudra environ 6,9 heures d’ensoleillement maximal à mon panneau solaire pour charger complètement la batterie de mon vélo électrique.
Essayez-le par vous-même :
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