Moteur 250 watt maxi, peut fonctionner qu'en dessous de 25km/h
Avec le poids des batteries, du carénage et du pédaleur entre 150 et 200Kg en tout cela limite la vitesse de montée entre 700 et 900m/h
Des batteries plus lourdes autorisent une plus grande souplesse de récupération qui se traduit par une possibilité de recharger lors des descentes sans pour autant trop ralentir (la vitesse de descente dépend du courant de charge)

La fitnesscar compensera donc tout juste son poids ajouté par rapport au vélo par les 250 watts... elle aura la performance en montée d'un vélo ordinaire léger, les 250 watts servant justes à "monter" les batteries et le fitnesspower. Elle en aura aussi la consommation d'énergie mécanique, un peu comme si l'on compare une voiture des années nonante (5 litres au cent non hybride) et la prius (5 litres au cent, hybride, mais deux fois plus lourde): pourquoi se compliquer la vie si c'est pour consommer autant d'énergie pour rouler??? pour la prius on peut d'ailleurs se poser la question de faire une voiture qui est 4 fois trop lourde au lieu de 2 fois trop et qui ainsi continue à consommer 4 fois trop tout comme une banale voiture 4 fois moins chère.
mais que soit bénite cette bagnole, grace à elle "ils" vont nous pondre des batteries performantes pour les fitnesscar du futur...

Mais où est l'intérêt de faire "une prius à pédale"? Je rapelle très brièvement, même si ça paraît bizarre.
De pouvoir faire un effort modéré étalé dans le temps de la sortie, plutôt que des efforts trop intenses et ponctuées de pauses.
- de pouvoir continuer à pédaler à l'arrêt, et en descente
- de pédaler continuellement en ville.
- de régler la difficulté de pédalage.
permet de travailler l'endurance, la lipolyse et donc obtenir une situation d'effort mettant en jeu le métabolisme aérobie, dans un contexte où on en aurait pas le temps ou la possibilité

Un trajet qui aurait ici demandé trop, puis plus rien, puis pas assez, peut être transformé en une séance d'endurance centrée dans une zone cible (exemple 140 à 150 pulses ou encore 130 à 140 pulses pour s'entraîner ou 110 à 120 pulses pour perdre du gras).
 
 

Le vélo est obligé d'aller assez vite en côte pour tenir l'équilibre, d'où une tendance à sortir de la zone d'endurance par le haut: ce problème peut se régler par l'assistance électrique.
Le vélo oblige a doser l'effort quand le terrain impose des arrêts ou des ralentissement, d'où la transformation d'un entraînement en endurance en une séance fractionnée qui muscle peut être mais ne fait pas travailler le ceour, ni consommer les graisses, et fais varier la glycémie (effort irrégulier). Même si on évite les efforts trop intenses on est encore en butte au problème de la régularité

Les baratineurs pour la prius disent que l'hybride permet même à consommation égale de moins polluer par ce que le moteur travaille à charge optimale, régulièrement, car aidé et régulé par le moteur électrique. Bien que dans la réalité ça soit différent, il faudrait en effet faire fonctionner en continu un petit moteur callé dans sa zone de rendement optimal plutôt que de faire fonctionner un gros moteur par intermittence (ce qui gaspille de l'énergie en montée et descente de régime, et changements de température. On chauffe le moteur (moins de rendemen) pour ensuite perdre cette énergie lors des pauses: fonctionnement en groupe électrogène permanent avec tantôt une tendance à recharger les batterie. Gestion de la consommation si la batterie tend à se vider.
Un petit moteur, tout seul, ne suffirait pas à faire avancer la voiture avec assez de marge de puissance sauf sur le plat.
Un gros moteur devrait fonctionner de longue période plutôt que des petites, mais être chargé par une résistance supérieure à la résistance de roulement pour bien fonctionner: fonctionnement en groupe électrogène également quand les batterie doivent être remplies.

Pour le fitnessmobiliste c'est la même chose; les deux sortes de moteur (le petit, organisme non entraîné, le gros un athlète)
avec un bonus: le bonus c'est que en faisant travailler régulièrement les muscles et le coeur en endurance, le moteur "thermique"... grossis, en puissance (et maigris en même temps!!!)), on tire du métabolisme aérobie, à terme, le double de puissance à partir d'une condition moyenne dite "sportif" (voir  calibres-des-sportifs.html )... il y a en effet la composante 'entraînement aérobie", qui permet de produire plus de watts avec la même sensation d'effort. C'est le type d'entraînement qui fait la différence entre le haut niveau sportif en aviron ou en cyclisme et le niveau loisirs: la calibration de l'effort et la quotidienneté: la fitnesscar pourrait rendre accessible cette qualité d'entrainement, ce qui permet, avec une heure de pratique par jour d'être à 60% environ du niveau international au lieu de 30 (c'est à dire 200 watts en endurance quand les champions professionnels ont 350).
En outre autre bonus: le carénage peut protéger de la pluie, et l'électrification apporter de la lumière pour la nuit: la fitnessmobiliste roulera l'hiver, pas le cycliste, ou du moins ce dernier devra le faire dans des condition déplorables et recours souvent au home trainer, c'est à dire, comme la fitnesscar, mais qui ne roule pas...

Voyons maintenant les ordres de grandeur: prenons un cycliste qui peut faire 150 watts dans la batteries (environ 185 à 200 watts mécaniques, avec les pertes d'alternateur, 150 watts électriques)

si on exploite l'assistance moteur en côte, 250 watts, et que l'on ajoute la puissance de 150 watts environ (environ 185 à 200 watts mécaniques sur le pédalier, une valeur très ordinaire pour une forme moyenne), on a 400 watts, pour un poids total de 150Kg = 2.6, à 150Kg, 2 à 200Kg  cela limite la vitesse de montée entre 700 et 900m/h

En pratique, les cyclotouristes montent vers 450m/h, les cyclistes de club vers 750m/h, les cyclosportifs entraînés vers 900m/h et les coureurs professionels vers 1200m/h, en endurance. (1400 à 1700 en course contre la montre en côte)
700 (200Kg) à 900m/h (150Kg) est donc correct.

Associations des montées et des  descentes.

Limitation de la vitesse en descente. Elle est facultative mais dépend d'un choix: utiliser ou non l'énergie stockée dans l'altitude pour la "remettre" dans les batterie. L'intensité maximale de charge des batteries conditionne la vitesse "descensionelle": avec 150 kilogrammes, chaque m/s (-3600m/h) de vitesse descensionelle apporte 1476 watts de puissance brute. donc 1kw environ compte tenu du rendement mécanique de l'alternateur-frein.
si les batteries peuvent absorber 500 watts, et que le rendement de charge est 75%, on peut descendre en se freinant uniquement avec l'alternateur jusqu'à 666 watts, soit 1600m/h, mais  comme en fitnesscar on pédale en descente pour ne pas stopper le régime aérobie, on ajoute aussi 150 watts, ce qui compense la perte de conversion, donc il ne faut pas dépasser 500 watts d'apport par dénivélation soit 1200m/h
500watts font 14A sous 36 volts. on ne perd pas trop de temps sur les couples montées raides, et pentes raides avec donc 250 watts de décharge et 500 watts de charge au niveau de la batterie: donc les batteries devront accepter un courant de charge de 15A
Si on a des batteries qui tolérent 0.2C en charge, soit il faut que 0.2C fois 36 = 500: C= 70Ah
avec certaines batteries, qui tolérent C/2 on aura 30Ah pour atteindre la condition requise.
soit une réserve d'énergie de 2.5 à 1.3 watts, divisé par 2 (on évite de décharger à moins de 50%), on a 0.7 kwh kwh (30Ah) à 1.2 (70ah)
cette réserve d'énergie signifie, avec 250 watts 2.8h (70Ah) à 4h30 environ.
traduite en dénivelé négatif: batterie déchargée à 50% on récupère 1Ah tout les 85 mètres (en descendant en 1200m/h mais en compensant les pertes en pédalant à 150 watts environ: retenons, 75m (il y a aussi un peu de pertes de roulement). il faut descendre 1125 à 2600 mètre de dénivelé pour remplir de la moitié à plein la batterie de 30, 70Ah
à l'arrêt: la batterie est "vide" (vide à 50%), si on pédale à 100 watts (150 watts réels), on apporte 2.7A. 5h30 de pédalage pour remplir 15Ah, 13h pour 35Ah (batteries de 30 ou 70Ah de mi charge à pleine charge: ce peut être l'heure de fitness quotidien garé chez soi, la batterie étant vidée lors de la randonnée de week-end (mais on peu tricher, se brancher sur le nucléaire, regardez moins la télé...)
La batterie est pleine, en bas d'une côte: on monte à 800m/h environ, en tirant 250 watts, disons 300 (n'oubliez pas, le pédaleur apporte 150 watts environ)
côte raide: on monte à 800m/h
on descend à 1200m/h
On perd ainsi 1Ah tous les 96m de dénivelé: on vide à moitié la batterie après 1440m de dénivelé (avec celle de 30Ah) et après 3360m de dénivelé (avec celle de 70Ah). On devrait alors, en montant vers 800m/h (c'est à dire en prenant son temps), plus que compenser les pertes de conversion en pédalant en côte à 150 watts (et en dépensant 250 à 300 watts moteur), puis en redescendant sur frein alternateur, en récupérant 500 watts, et en pédalant, en descente à 150 watts.
la différence 96m moins 85m sugère que l'on charge plus les batteries en descente qu'on les décharge en côte: c'est ce qui devrait se produire si on a des rendements optimisés et qu'on tente de toujours récupérer. retenons qu'avec cette stratégie, le bilan sera nul (on produit autant que l'on dépense)

Col de 1000m; on monte à 800m/h 1h15, puis on descend à 1200m/h 50mn total 2h05

comparons au vélo, à 185 watts, 85Kg, on monte à 800m/h; 1h15 pour monter 1000m environ
on descend, en général vers 2500m/h (plus vite les patins crament) 24'
temps de franchissement du col 1h21
Le vélo va effectivement plus vite, mais il s'agit là d'un cas extrême, et aussi on n'est pas obligé de remplir autant les batteries à la descente qu'on les a vidé en côte.
 
 

on le voit: c'est en descente que la fitnesscar serait que 30% plus rapide qu'en côte sur les pentes raides. on peut aller plus vite mais en perdant le reste sur les freins: en descendant 2 fois plus vite, on ne récupère que "la moitié"
 

Sur le PLAT

Deux sortes de plat:
le plat urbain: trop d'arrêts: le mode vélo est débrayé: on ne pédale que sur l'alternateur, alimentant avec 150 watts en continu.l'alternateur (au moins 100 récupérés)
Le moteur dépense au pire 300 watts en continu, mais en réalité, en ville on n'est à puissance maximale que un tiers du temps, il y a beaucou de temps "morts" ou finalement le moteur est au repos. En pratique, 100 à 150 watts continu devraient compenser la consommation du moteur
il y a un espoir que les super condensateurs deviennent abordables. Un super condensateur de 5Kg de masse devrait pouvoir accumuler 10wh, ce qui équivaut à récupérer l'énergie de la descente d'un ouvrage style pont au dessus d'un canal (ne pas augmenter de vitesse en descendant de 30m de dénivelé), de repartir sur la récupération d'un coup de frein à grande vitesse (10wh = un passage de 75km/h à 0): le super condensateur serait le pied pour passer en douceur auprès des piétons sur une véloroute et repartir immédiatement à la vitesse initiale.
Un condensateur de 10wh serait l'idéal pour la conduite de type urbaine, lissant ainsi l'empérage de la récupération d'énergie, qui en ville est irrégulière et comporte beaucoup de pointe de puissance.

Le plat "rase campagne". il serait dommage de ne pas choisir la prise directe: on pédale ainsi en mode vélo vers 25 à 30km/h, et on ajuste la résistance de pédalier (alternateur en récupération) pour charger le coeur à la bonne fréquence cardiaque., ainsi, on récupère encore un peu d'énergie. On peut aussi, comme en vélo, trouver le rapport de plateaux pignons qui donne la bonne fréquence cardiaque. Il n'y a pas alors de perte d'énergie. On peut aussi choisir de pédaler pareil, mais en allant moins vite (par exemple une véloroute), en choisissant la bonne cadence de pédalage qui respecte une vitesse lente: pour avoir une résistance suffisante, on récupère avec l'alternateur...

Les indicateurs.
La gestion de l'énergie incite à prévoir un compteur de consommation qui somme ce qui entre et qui sort en Ah, aux bornes de la batterie: cela aidera le fitnessmobiliste à gérer sa production et consommation de batterie, en plus d'un classique controleur à aiguille, important! à aiguille car la manière dont l'aiguille "accuse le coup" renseigne de l'état de la batterie: l'aiguille bouge plus quand on tire desssus une batterie qui demande à être chargé, on peut aussi doser la puissance du moteur en fonction de l'état de charge de la batterie.
les autres indicateurs impératifs sont: le watts-mètre qui mesure ce qui sort: moteur + phares, et ce qui entre.
la puissance entrante, quand on est en mode fitness intégral (pédalage à "vide" mais freiné par l'alternateur), représente la puissance ergométrique: elle donnera idée de la forme physique. Un watmètre à zéro central pourrait indiquer la somme de ce qui entre et qui sort, ce qui permettrait de facilement équilibrer la consommation. Si on est en mode vélo (pédalier et roues liées par une transmission classique avec choix de vitesse plateaux et pignons); la puissance entrante indique ce que l'on récupère... on peut ainsi choisir de récupérer presque rien et de tout mettre "dans les roues", ou d'aller plus lentement pour "s'en mettre de coté, capitaliser de l'énergie.

les autres indicateurs: la fréquence cardiaque
la puissance métabolique (mesure au pédalier, onéreuse mais possible)
la vitesse
la vitesse ascensionelle (altimètre électronique)

le plus intéressant est un petit GPS qui archivera les tracés, si possible avec la fréquence cardiaque, surtout pour la phase de mise au point sur les permiers prototypes qui rouleront.
Il serait intéressant de croiser les tracés du GPS avec la mesure de puissance qui entre, et qui sort de la batterie.
 

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Si on n'avait pas une telle contrainte de limiter l'aide à 250 watts, si on avait droit à 1000 watts, la fitnesscar pourrait permettre des vitesses moyennes toujours supérieures à 20km/h, sans pour autant faire des pointes de vitesse au dessus de 30km/h, même en pays très vallonné. C'est en effet c'est le temps passé en côte qui dégrade la vitesse moyenne, bien plus que on augmente la vitesse moyenne par des pointes de vitesses qui consomment beaucoup d'énergie en freinage contre l'air et qui de plus son dangereuses (en ville, sur véloroute).
De plus, il n'est pas plus coûteux en énergie de monter une côte à 20km/h plutôt que 8; (mais on décharge quand même plus les batterie car on compense partiellement la décharge, par l'énergie de pédalage... durant moins de temps)
la seule force à vaincre la pesanteur ne dépend pas en effet de la vitesse, et la résistance de l'air reste négligeable: avoir 1000 watts au lieu de 250 watts signifierait simplement rester sur les côtes les plus raides (celles qui font 10% environ) 3 fois moins longtemps. avec 1000 watts on a 6 de rapport puissance/poids, il est possible en pratique de monter à 1700m/h, soit 17km/h une côte à 10%. la plupart des côtes font entre 5 et 8% et ne limiteraient donc pas la vitesse.
si par exemple on a 10km de trajet, avec 2.5km de côte, 2.5km de descente, et 5 de plat

non respect de la reglementation, mais respect de la sécurité: on a la puissance que l'on veut pour monter, mais on ne dépasse pas 30km/h
temps trajet = avec 2.5km de côte 20km/h, 2.5km de descente 30km/h, et 5 de plat à 25km/h= 23'30" 25.5km/h

respect de la réglementation: la côte est montée à 9km/h, par contre on dévale la descente comme un kalu, à 50km/h
avec 2.5km de côte 9km/h, 2.5km de descente 50km/h, et 5 de plat à 25km/h
temps de trajet si il n'y a pas eu de crash = 31'40 18.9km/h = 6.6 km/h de moins que le cas précédent

respect de la réglementation et de la sécurité: la côte est montée à 9km/h, par contre on dévale la descente à 50km/h
avec 2.5km de côte 9km/h, 2.5km de descente 30km/h, et 5 de plat à 25km/h
temps de trajet = 33'40 17.8 km/h= 1km/h de moins que le cas précédent. à 1km/h près, cela vaut le coup de rester en vie.

mais aller en descente n'a pas qu'un intérêt de sécurité, cela permet SURTOUT de faire le plein d'énergie, ou du moins de récupérer une grande partie de l'énergie de la descente... c'est, on l'a déjà vu, la capacité de courant de charge des batterie qui conditionne la vitesse la plus intéressante.

Ainsi, on peut vérifier qu'en terrain vallonné, les temps de trajets serait bien plus réduits avec une possibilité de puissance moteur supérieures à la réglementation, sans baisse de la sécurité. En fait, cette histoire de limitation de puissance sert surtout à préserver le marché des véhicules à moteur ordinaires et les assurances.
l'idée initiale de la fitnesscar sans limitation de puissance était d'aller aussi vite que les côtes que sur le plat, donc de rester toujours en dessous de 30km/h mais quand même faire des moyennes de l'ordre de 25km/h, sans être "dangereux" sur les véloroutes, les pistes cyclables, mais en pouvant par contre ne pas encombrer des rues étroites en côte, et avancer à pas de tortue dans bien des situations...

il serait plus logique de brider la vitesse pour ces petites puissances: ne pas dépasser 30. à l'inverse, quand la puissance induit une conduite agressive, il serait, justement plus logique de brider la puissance. Si les choses étaient logique: nous aurions tous droit en effet, à un rapport puissance sur poids d'un athlète en sprint: 10 watts/kilos, du vélo léger au camion. Cela ne briderais pas les performances des "vraies" voitures: avec 10 watts par kilo, on atteint facilement 100km/h si on travaille sur l'aérodynamisme et la résistance de roulement.
Si on constate que en montagne il est rare de dépasser 3300m/h de vitesse de montée pour des raisons de routes sinueuses= environ 20mn pour gagner 1000m, on constate que 10 watts/kilos suffisent: ça ne changerait même pas la vitesse de montée aux stations de ski! cela permet en effet jusqu'à 3600m/h

en fait, il faudrait pour la fitnesscar les contraintes suivantes. rapport puissance sur poids de l'ordre de 5 watts/kilo, vitesse limitée à 30km/h
la réglementation actuelle est moins de 250 watts, et vitesse non limitée (en effet, rien n'empêche de descendre sans freiner ou de pédaler comme un dératé sur le plat)

mais maintenant nous devons nous contenter donc, d'une puissance de 2.5 watts par kilos environ, soit 900m/h de vitesse verticale possible: cette limitation va définir la vitesse en côte.

en résumé: il faut que
respecter la régmentation: la vitesse ascensionelle sera limitée aux alentour de 900m/h, en pratique plutôt 750m/h, des vitesse ordinaires de cyclistes en forme, mais non compétiteurs (ces derniers montent à 1200m/h)
récupérer en descente: il faudrait des batteries capables d'accepter une puissance de charge de 750 watts environ (500 watts + pédalage non interrompu) pour récupérer jusqu'à 1200m/h (soit les descentes les plus raides aux alentour de 12 à 15km/h) cela fait 14 A sous 36 volts et des batteries d'environ 80Ah soit 2.8 kwh.
si on met moins de batteries la puissance de charge diminue, et cela plus vite que le poids total: la possibilité de récupération se dégrade en descente, plus que ce qui est récupéré sur la meilleure performance en côte. le bon compromis est de considérer que on utilise TOUJOURS en côte 250 watts de moteurs, mais aussi que l'on récupère toujours en descente: il faut donc satisfaire à la condition
- fournir 250 watts même si la côte est longue (300 watts avec pertes, mais 150 watts de pédalage = 150 watts dépensé électriques)
- pouvoir absorber 500 watts (650 watts en tout compte tenu des pertes)
- Si les côtes durent 1.5 fois plus longtemps que les descentes (9km/h pente vers 8% descendue à 13km/h), mais que l'on dépense 150 watts (250 watts moins ce qu'on apporte en pédalant)
il faut qu'en descente on récupère 375 watts (225 + 150 d'apport pédalage).
cela permet un équilibre entre ce qui est perdu en côte et récupéré en descente, avec bien sur de bons rendements.

donc nous aurions des batteries qui feraient au moins, si elle tolèrent un temps de charge totale de 5h 1875wh soit 50Ah sous 36 volts...
une marge de sécurité de fiabilité porte le bon compromis dans les 80Ah.

il y a en effet des athlètes qui vont pédaler à 250 ou 300 watts, et il est intéressant de ne pas être trop limité sur les vitesses de descentes. il peut aussi y avoir des personnes plus lourdes que 75Kg.

en outre, 80Ah jamais plus déchargé que 50% apportent 1 kilowatts.heure de potentiel d'aide en côte, c'est à dire 3 à 4h... cela permettrait de monter carrément un col alpin. la question est le poids de 80Ah... une fitnesscar pesera probablement dans les 75 Kg environ.
il faut aussi considérer qu'il y aura probablement utilisation du moteur sur des faux plats montants qui ne seront pas équilibrés par des faux plats descendants car la résistance de l'air ne sera plus négligeable.

en tout cas, les multiples pertes de conversion sont annulées par le pédalage constant, qui apporte dans les 150 watts. Une capacité suffisante de batteries, de l'ordre du Kwh utilisable, permettrait aussi, une aide prolongée d'une personne apportant bien moins que 150 watts (lors des remises en forme), mais, en pratique, le simple fait de pratiquer fera dépasser cette puissance, sauf chez les personnes très légères.
 
 

les améliorations à apporter à la fitnesscar sont
 - en côte: prise directe + moteur facultatif.
- avoir un grand choix de rapports de vitesse pour pouvoir "faire du vrai vélo" de 4 à 25km/h: il suffit de choisir de gérer la difficulté de la côte en passant le bon rapport de plateaux pignons: sur parcours peu contraignant type parcours vallonné il est possible de "faire du vélo", en gérant simplement son effort au cardio
- avoir un choix de vitesse pour exploiter l'aide du moteur en côte, donc avec un régime optimal pour ce moteur, pouvant être entre 7 et 10km/h, entre 10 et 15km/h, et entre 15 et 20km/h, cela pour éviter le sous régime qui le fait consommer beaucoup pour peu de couple.  il est possible de se faire aider en côte pour compenser le poids de l'engin: associer ainsi les 250 watts du moteur plus la puissance musculaire simule au moins un vélo léger, 250 watts correspondant à assurer le rapport puissance/poids normal de l'ordre de 2 à 3 watts/kilo d'un vélo ordinaire en forme moyenne: 150Kg en tout, 350 à 500 watts en tout:

- sur le plat: moteur plus fitness-power
- Avoir le choix sur plat urbain entre moteur à 7-15km/h ou 15-20km/h. pour faire "du vélo d'appartement", il suffit de pédaler à la bonne fréquence cardiaque sur l'alternateur seulement et sans se soucier des roues (débrayer la prise directe). Le déplacement qui est irrégulier et entrecoupés d'arrêts est alors géré seulement au moteur.
- sur du plat "grand trajet", passer en prise directe avec un rapport long, permettant 25km/h. au dessus de 25km/h, ne pas tirer plus long (pour aller à 27 ou 30km/h par exemple ça fait peu de différence pour plus d'énergie, mais si la fréquence cardiaque descend trop, freiner avec le fitnesspower et récupérer donc un peu d'énergie.

- en descente: fitnesspower + frein-alternateur
- continuer à pédaler sur l'alternateur pour maintenir la fréquence cardiaque, et selon la possibilité des batteries, ajuster la vitesse de descente de sorte que la puissance de récupération de descente, plus celle de pédalage, ne dépasse pas la puissance maxi de charge: donc en principe, si on descend pas trop vite, on pourra récupérer une grande partie de l'énergie, autrement, on peut descendre plus vite sur des freins qui chauffent en pure perte.

En respectant la réglementation, la fitnesscar compense tout juste (avec des batteries au plomb bon marché et de la feraille de bricolo) son propre poids par rapport au vélo en côte, a moins de résistance de l'air (récupération d'énergie à 25km/h), et permet de toujours faire un effort d'endurance. par contre la vitesse sera moindre qu'en vélo car elle ne fait pas les pointes de vitesses en descentes, ni sur le plat pour récupérer l'énergie qui servira en côte. la différence sera assez faible et sera compensée, à long terme par le fait que le conducteur a beaucoup plus de puissance en endurance, le double bien souvent ce qui fait que chargé mais endurant, il aura autant de puissance sur poids qu'à vide et non entraîné en endurance sur un vélo normal.