Vélo à assistance électrique

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Annales corrigées
Classe(s) : 3e | Thème(s) : La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques
Type : Exercice | Année : 2018 | Académie : France métropolitaine


France métropolitaine • Juin 2018

technologie • Série professionnelle • 25 points

Vélo à assistance électrique

Les vélos à assistance électrique (VAE) permettent de diminuer l’effort, également appelé couple de pédalage, que fournit un cycliste lors de son déplacement.

Des capteurs mesurent en permanence la vitesse du vélo et l’effort exercé sur les pédales. En analysant ces données, le calculateur du VAE évalue le niveau de difficulté dans lequel se situe le cycliste et ajuste l’assistance électrique.

Selon une directive européenne, pour qu’un VAE soit considéré comme un vélo et non comme un cyclomoteur, il faut que l’assistance au pédalage cesse dès que la vitesse du VAE atteint 25 km/h (le vélo peut rouler plus vite mais sans assistance).

Document 1

sci3_1806_07_03C_01

1. À partir du document 1, indiquer la situation dans laquelle l’assistance est la plus forte, et la situation ou l’assistance est nulle.

Expliquer pourquoi l’utilisation de l’énergie musculaire et de l’énergie électrique est différente selon le type de situation.

Document 2

Les principaux composants participant aux chaînes d’information et d’énergie d’un vélo à assistance électrique sont :

1. Une batterie : c’est la réserve d’énergie.

2. Un moteur électrique qui entraîne la roue arrière en situation d’assistance.

3. Un capteur de couple qui détecte le couple de pédalage exercé par le cycliste sur le pédalier.

4. Un capteur de vitesse qui détecte la vitesse du vélo à assistance électrique.

5. Une console de visualisation et un calculateur intégré.

6. Une chaîne de transmission.

sci3_1806_07_03C_02

2. À l’aide du document 2, associer les composants aux fonctions indiquées en complétant le tableau ci-dessous.

Fonctions

Composants associés

Renseigner le cycliste

Transmettre de la puissance à la roue arrière

Mesurer la vitesse du vélo

Mesurer le couple de pédalage

Convertir l’énergie mécanique

Stocker l’énergie

3. Identifier les composants appartenant à la chaîne d’information ou à la chaîne d’énergie en complétant le tableau ci-dessous par des croix.

Composants

Chaîne d’information

Chaîne d’énergie

Batterie

Moteur électrique

Capteur de couple

Capteur de vitesse

Console de visualisation et calculateur

Chaîne de transmission

4. L’algorigramme (document 3) décrit la logique de démarrage du moteur électrique pour répondre à la demande d’assistance.

Document 3 Algorigramme traitant la demande d’assistance électrique

sci3_1806_07_03C_03

Le calculateur enregistre la demande et un de ses programmes traite la mise en route du moteur. À l’aide de l’algorigramme (document 3), compléter les cadres A, B et C du programme correspondant ci-dessous.

sci3_1806_07_03C_04

Extrait du programme traitant la demande d’assistance électrique

Les clés du sujet

Comprendre les documents

Le document 1 décrit le fonctionnement de l’assistance électrique selon le niveau de difficulté dans lequel se situe le cycliste. Le document 2 décrit les éléments constitutifs du vélo à assistance électrique. Le document 3 est l’algorithme expliquant le fonctionnement de l’assistance électrique.

Répondre aux questions

1. Décris les différentes phases d’utilisation de l’assistance électrique.

2. Indique la fonction de chacun des six composants du vélo électrique.

3. Identifie les éléments de la chaîne d’énergie et ceux de la chaîne d’information.

4. Traduis l’algorigramme en programme.