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

SUJETS COMPLETS

France métropolitaine, série professionnelle • Juin 2018

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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

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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.

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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

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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.

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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.

Corrigé

Corrigé

1. L’assistance est la plus forte quand le cycliste est en montée ; elle est nulle quand le cycliste est sur le plat à une vitesse de plus de 25 km/h.

L’assistance est forte en montée, au démarrage et sur le plat à faible vitesse.

L’assistance électrique est plus ou moins forte car elle est adaptée au besoin :

elle est importante au démarrage et en montée, pour aider le cycliste ;

sur le plat, elle dépend de la vitesse et du couple : si la vitesse est supérieure ou égale à 25 km/h, l’assistance est nulle, conformément à la directive européenne.

2.

Fonctions

Composants associés

Renseigner le cycliste

Console de visualisation

Transmettre de la puissance à la roue arrière

Chaîne de transmission

Mesurer la vitesse du vélo

Capteur de vitesse

Mesurer le couple de pédalage

Capteur de couple

Convertir l’énergie mécanique

Moteur

Stocker l’énergie

Batterie

3.

Composants

Chaîne d’information

Chaîne d’énergie

Batterie

 

X

Moteur électrique

 

X

Capteur de couple

X

 

Capteur de vitesse

X

 

Console de visualisation et calculateur

X

 

Chaîne de transmission

 

X

4.

conseil

Utilise le vocabulaire présent sur l’algorigramme.

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