Moteurs de vélo électrique expliqués : Bosch, Shimano et d'autres systèmes comparés

Connaissez-vous votre Bosch de vos étapes Shimano ? Votre Fazua de votre Yahama ?

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Par Paul Normand

Publié: 1er novembre 2022 à 12h00

Un vélo électrique ne serait pas un vélo électrique sans son moteur et sa batterie.

Il existe une gamme de systèmes de moteurs différents de différentes marques, qui vous aideront tous à profiter des avantages de la conduite d'un vélo électrique.

Bien qu'il existe quelques grandes marques de moteurs de vélos électriques qui dominent le marché, telles que Bosch et Shimano, il existe également un certain nombre de petites marques émergentes qui gagnent du terrain et des parts de marché.

De nombreux fabricants de vélos mélangent et associent des moteurs de différentes marques dans leur gamme. Canyon, par exemple, utilise des moteurs de Shimano Steps, Bosch et Fazua dans sa gamme de vélos électriques, en fonction des exigences du vélo.

Chaque moteur a tendance à être sélectionné pour ses caractéristiques de performance et son adéquation avec l'utilisation prévue de chaque modèle de vélo électrique.

Lisez notre test des meilleurs moteurs de VTT électriques pour un aperçu approfondi des systèmes les plus populaires utilisés sur les eMTB.

Avant de faire cela, vous voudrez peut-être consulter notre guide détaillé du débutant, où nous répondons à la question, qu'est-ce qu'un vélo électrique ?

La grande majorité des vélos électriques logeront leur moteur dans l'une des trois positions différentes.

Les moteurs à moyeu avant ont tendance à être l'apanage des vélos électriques conçus pour les déplacements, tels que les hybrides électriques et les vélos pliants électriques. Ils sont également une caractéristique commune des vélos électriques bon marché.

De nombreux kits de conversion de vélos électriques utilisent également des moteurs à moyeu avant.

Les moteurs montés au milieu se trouvent dans la zone où se trouve généralement le boîtier de pédalier.

Les moteurs montés au milieu se retrouvent dans tous les différents types de vélos électriques. Ils fonctionnent particulièrement bien pour les VTT électriques car le poids est central et bas

Les moteurs à moyeu arrière se trouvent généralement sur les hybrides et certains des meilleurs vélos de route électriques.

Les moteurs à moyeu arrière ont l'air très élégants et, à première vue, il est souvent difficile de dire que le vélo sur lequel ils sont montés est un vélo électrique.

Les batteries, quant à elles, peuvent être montées sur le dessus du tube diagonal ou le long de l'avant du tube de selle.

Les batteries internes logées dans le tube diagonal qui sont amovibles ou fixes sont également une option populaire, en particulier sur les vélos de montagne.

Certains hybrides urbains ont souvent la batterie montée sous le porte-bagages.

Une batterie amovible a l'avantage de pouvoir l'emporter à l'intérieur pour la recharger, alors qu'il vous faudra une prise électrique à proximité de votre vélo pour la recharger autrement. D'autre part, une batterie non amovible peut sembler plus propre, est mieux protégée et moins sujette au vol.

La puissance de sortie du moteur du vélo électrique est normalement mesurée en watts.

Les lois sur les vélos électriques dans la plupart des pays stipulent que la puissance de sortie continue d'un moteur doit être limitée à 250 watts. La majorité des moteurs peuvent produire plus de la puissance maximale autorisée de 250 watts, fournissant une puissance de crête considérablement plus élevée sur de courtes périodes.

Le couple maximal d'un moteur est le chiffre de performance le plus important. Le couple maximal qu'un moteur est capable de fournir varie également davantage entre les systèmes de moteur.

Indiqué en Newton mètres, ou Nm, cela mesure la force de rotation fournie par le moteur.

Sur un VTT électrique, vous trouverez des situations où il est important d'avoir beaucoup de couple à portée de main pour vous aider à franchir rapidement les obstacles et à gravir des pentes raides.

Les meilleurs vélos de montagne électriques sont généralement équipés de systèmes de moteur plus performants avec un couple de sortie plus élevé, et il en va de même pour les vélos cargo électriques.

Les vélos de gravier électriques ou les vélos de route peuvent ne pas nécessiter autant de punch, ou un fabricant peut choisir de spécifier un moteur moins puissant pour offrir une sensation de conduite plus naturelle.

Les systèmes de moteur de vélo électrique sont généralement livrés avec un contrôleur séparé afin que vous puissiez définir le niveau d'assistance que vous souhaitez. Il existe généralement entre trois et cinq niveaux d'assistance, offrant une puissance croissante, ainsi que la possibilité de pédaler sans assistance, utile si vous essayez de vous mettre en forme sur votre vélo électrique.

Comme vous vous en doutez, moins vous composez d'assistance, plus la batterie du vélo électrique durera longtemps. C'est une bonne idée de le composer lorsque vous heurtez des obstacles tels qu'une colline ou pour arrêter / démarrer la conduite, et de le redescendre lorsque le terrain est plus facile.

Certains systèmes ont une option appelée mode "boost" ou "turbo". Cela vous donne une puissance supplémentaire au-dessus de 250 watts pour faciliter les démarrages rapides ou les montées abruptes.

Le contrôleur se trouve généralement sur le guidon du vélo, bien que certains soient placés dans le tube supérieur. Les conceptions varient de celles qui vous donnent un écran avec de nombreuses statistiques, y compris parfois la navigation, jusqu'à un bouton unique minimaliste et des LED pour afficher les niveaux de batterie et d'assistance.

La plupart des systèmes de moteur de vélo électrique sont livrés avec une application, que vous pouvez utiliser pour surveiller leur état et la durée de vie de la batterie.

Certains vous permettent de modifier des paramètres tels que la quantité d'assistance que vous obtenez à chaque niveau, et certains utilisent votre smartphone comme contrôleur pour le vélo électrique. De nombreuses applications vous offrent également une navigation, des statistiques de conduite et d'autres données.

Les principales marques de moteurs électriques utilisant un placement de moteur à entraînement moyen sont Bosch, Shimano Steps et Fazua. C'est une option choisie par d'autres marques qui produisent leurs propres systèmes moteurs, comme Giant et Specialized.

Bosch propose six variantes différentes de son unité de moteur à entraînement central, certaines ayant des variantes d'engrenage de moyeu et de dérailleur.

La plupart sont limités à 25 km/h (la limite légale pour l'assistance électrique au Royaume-Uni, dans l'UE et en Australie). Le moteur Performance Line Speed ​​est limité à 45 km/h pour une utilisation dans les VAE rapides.

Tous offrent quatre niveaux d'assistance, avec un couple maximal proposé allant de 40 Nm pour les unités Active Line jusqu'à 85 Nm pour la Performance Line CX. Le poids des moteurs est compris entre 2,9 kg et 3,2 kg.

Vous êtes plus susceptible de voir les moteurs Performance Line CX sur les VTT électriques et les vélos de gravier électriques, qui exigent beaucoup de couple. Les moteurs Bosch Active Line sont plus courants sur les vélos hybrides électriques.

Bosch a regroupé son moteur Performance Line CX, son application Flow, sa télécommande, son unité principale Kiox 300 et ses batteries d'une capacité allant jusqu'à 725 Wh dans ce qu'il appelle son système intelligent. Ceci est conçu pour offrir aux bricoleurs chroniques le plus haut niveau de personnalisation possible.

Les batteries PowerPack de Bosch sont conçues pour être montées sur le dessus du tube diagonal du vélo ou sous un porte-bagages arrière. Les batteries Bosch PowerTube sont logées à l'intérieur du cadre. Il y a la possibilité d'ajouter une deuxième batterie dans certains cas, pour augmenter la portée.

Les six options de contrôleur sont conçues pour être montées sur le guidon du vélo ou, dans le cas du contrôleur système, intégrées dans le tube supérieur et comprennent des écrans LED. Trois applications vous permettent d'utiliser votre smartphone pour contrôler et surveiller le moteur.

Vous pouvez trouver des moteurs Bosch montés sur des vélos électriques de nombreuses marques, notamment Cannondale, Canyon et Cube.

Shimano a ciblé son système de moteur Steps sur les cyclistes urbains et eMTB, bien qu'il étende désormais également sa prise en charge aux vélos de route et de gravier électriques, offrant une intégration avec ses manettes de groupe électronique Di2.

Cinq moteurs sont disponibles. Le E7000 orienté VTT et les derniers modèles EP6 et EP8 sont livrés avec un couple de 60 Nm ou 85 Nm et une batterie de grande capacité allant jusqu'à 630 Wh. Celui-ci peut être monté soit à l'extérieur sur le tube diagonal, soit à l'intérieur du cadre.

Le moteur EP801 (plus communément appelé EP8) a remplacé le moteur EP8000 d'origine de Shimano. Cela correspond au couple de sortie de 85 Nm de la gamme Performance Line CX de Bosch, tout en réduisant le poids des autres moteurs Steps orientés VTT.

Le facteur Q (la distance entre les pédales) est également plus étroit pour une meilleure ergonomie. La portée maximale a également été augmentée de 20 %.

Shimano affirme que le nouveau moteur EP6 fournit la sortie de l'EP8 dans un package plus abordable. C'est quand même un peu plus lourd. Les moteurs EP6 et EP8 offrent des fonctionnalités telles que le changement de vitesse automatique lorsqu'il est associé à un groupe électronique et un système permettant de changer de vitesse sans avoir à pédaler.

Pendant ce temps, le moteur E6100 est destiné aux vélos électriques hybrides. Pesant 2,8 kg, il offre un couple de 60 Nm et peut offrir un changement de vitesse automatique lorsqu'il est associé à un groupe Di2. Comme les unités VTT, il peut être alimenté par des batteries d'une capacité comprise entre 418 Wh et 630 Wh. Ceux-ci peuvent être montés sur un porte-bagages, ou sur un montage de cadre externe ou interne.

Les EP8 Cargo, EP6 Cargo et E6100 Cargo sont, comme leur nom l'indique, conçus pour être utilisés sur des vélos cargo. Ceux-ci donnent un couple plus élevé à partir de vitesses inférieures par rapport aux unités standard.

Shimano offre une connectivité avec des batteries tierces pour une capacité supérieure allant jusqu'à 1 000 Wh ou plus pour l'utilisation d'un vélo cargo électrique.

Enfin, le moteur E5000, au couple plus faible, est conçu pour être utilisé sur des vélos hybrides électriques.

Fazua propose actuellement une gamme de trois moteurs. Le kit de la marque allemande est utilisé sur un certain nombre de vélos électriques haut de gamme, comme Pinarello, Look et Trek.

Leur faible poids, leur placement interne et leur petit profil en font un choix populaire pour les vélos de route électriques. L'assistance progressive du système Fazua est souvent citée comme reproduisant la sensation de rouler sur un vélo de route non assisté. On les retrouve également sur certains VTT hybrides et électriques.

Le moteur se trouve à l'extrémité inférieure du tube diagonal, la batterie étant logée plus haut dans le tube. Les deux sont amovibles en une seule unité dans l'Evation et le Ride 50 d'origine, de sorte que vous pouvez également conduire votre vélo électrique comme un vélo non assisté.

Le moteur fournit de l'énergie via un boîtier de pédalier propriétaire qui fournit une mesure bilatérale du couple et de la cadence.

Fazua propose des contrôleurs intégrés montés sur barre et sur tube supérieur. Il y a aussi un bouton Boost qui permet à l'appareil d'atteindre 450 watts lorsqu'il est maintenu enfoncé.

Le dernier moteur de Fazua est le Ride 60. Il offre un couple de 60 Nm à partir d'un moteur pesant 1,96 kg associé à une batterie de 432 Wh pesant 2,3 kg.

Contrairement à l'Evation et au Ride 50, le boîtier de pédalier et le bloc moteur sont d'une seule pièce, il n'y a donc pas d'option pour retirer le moteur.

Le Fazua Ride 50 a un couple de 58 Nm et le moteur pèse 1,8 kg. Il est alimenté par une batterie de 252 Wh pesant 1,4 kg. Il existe deux versions, Trail et Street, qui sont réglées différemment pour les différents besoins de ces deux environnements.

Enfin, il y a le moteur et la batterie Fazua Evation d'origine avec un couple de 55 Nm et pesant 4,6 kg pour le moteur, la batterie et le pack d'entraînement. Nous verrons probablement cela remplacé au fil du temps par les nouvelles unités de Fazua, car elles ont le même facteur de forme mais offrent des caractéristiques de sortie améliorées.

Yamaha fabrique cinq systèmes de moteurs différents, Giant et Haibike étant les principaux utilisateurs de ses moteurs (bien que Giant rebaptise les moteurs comme les siens).

Le couple de sortie varie de 85 Nm pour son moteur PW-X3, qui est adapté aux eMTB, à 50 Nm pour le PWseries CE.

Il y a aussi le PW-X2 45 km/h, qui offre une puissance maximale de 500 watts.

Les moteurs de vélo électrique de Yamaha sont associés à une gamme de batteries d'une capacité comprise entre 400 Wh et 600 Wh. Ceux-ci peuvent être montés à l'intérieur ou à l'extérieur.

Il existe trois options de contrôleur avec des écrans montés sur barre, dont deux ont une télécommande séparée montée sur barre. Celui-ci peut être placé plus près des poignées du guidon pour une utilisation facile lors de la conduite.

Specialized utilise ses propres moteurs de marque dans ses vélos électriques. Les moteurs sont fabriqués par la marque allemande Brose. Ils se déclinent en deux saveurs.

La gamme de moteurs la plus puissante est utilisée dans les vélos électriques Specialized '4x You'.

Le moteur plus léger et moins puissant est utilisé dans ses vélos électriques Turbo SL, que Specialized appelle 2x You pour refléter le niveau d'assistance inférieur offert.

Le moteur SL 1,2 plus léger a un couple de sortie de 35 Nm et est alimenté par une batterie de 320 Wh.

Selon Specializes, le moteur 2.2 de dernière génération, plus robuste, est 15 % plus petit et 11 % plus léger que son prédécesseur. Il peut produire une puissance de crête de 565 W (250 W en continu) et un couple de crête de 90 Nm. Specialized utilise également le moteur 2.0 légèrement moins puissant dans certains de ses vélos électriques, y compris le vélo urbain/de montagne Turbo Tero, qui a un couple maximal de 70 Nm.

Les modèles les plus puissants sont associés à des batteries entre 500Wh et 710Wh. Les autonomies indiquées sont d'environ 130 km pour les vélos hybrides et de route, et d'environ cinq heures de trajet pour les eMTB. Selon Specialized, la gamme de ses vélos de route électriques peut être étendue jusqu'à 195 km ou plus avec son Range Extender, qui se trouve dans le porte-bidon.

Specialized possède également ses propres écrans, ainsi que la connectivité Bluetooth et ANT+ pour un réglage fin via l'application pour smartphone Mission Control de la marque.

TQ est un nouvel entrant dans le jeu des moteurs de vélos électriques. Son expérience est en robotique et en aérospatiale.

Le système de moteur a fait ses débuts sur le vélo de montagne Trek Fuel EXe. Cela a été suivi par les vélos de route Domane + SLR et AL. Il est également utilisé par BMC sur le Fourstroke AMP LT.

Le moteur TQ HPR50 utilise un système de réduction de vitesse à entraînement direct en une étape plutôt que les engrenages ou courroies à plusieurs étages plus habituels. TQ dit que cela rend son moteur plus léger et plus silencieux, et moins sujet à l'usure.

TQ cite un poids de moteur de 1 850 g, avec une largeur de boîtier de pédalier étroite de 135 mm. La puissance maximale est de 300 W et le couple maximal de 50 Nm. Il est alimenté par une batterie de 360 ​​​​Wh pesant 1 950 g pour un poids total du système de 3,9 kg.

TQ dispose d'un panneau de contrôle intégré au tube supérieur et vous choisissez entre les trois niveaux d'assistance via de petits boutons montés sur le guidon. Comme d'habitude, il existe une application pour smartphone, ou vous pouvez utiliser la propre application Trek Central de Trek pour contrôler ses vélos électriques.

Le positionnement d'un moteur dans le moyeu arrière fonctionne bien sur les vélos électriques de route et hybrides, où il n'y a pas autant besoin de déplacer votre poids par rapport à la conduite d'un eMTB.

Parce qu'une grande partie du poids du pilote repose sur la roue arrière, il y a beaucoup de traction. Étant donné que la puissance du moteur ne passe pas par la transmission, il n'y a pas non plus d'usure supplémentaire et il n'est pas nécessaire de le renforcer pour faire face au couple du moteur.

Le facteur Q de certains moteurs montés au milieu peut être assez large (bien que les fabricants de moteurs aient travaillé pour le réduire à des mesures de vélo normales), de sorte que l'alignement de la transmission et l'ajustement du pilote peuvent également être un problème. Placer le moteur à l'intérieur du moyeu permet de contourner ce problème car ils fonctionnent avec des pédaliers standard.

Le système Mahle ebikemotion dispose d'un moteur de moyeu arrière, alimenté par une batterie interne dans le tube diagonal.

Mahle dispose désormais de deux moteurs de moyeu arrière ebikemotion - le X35 d'origine et le X20 plus récent et plus compact.

Le moteur X35 d'origine a une puissance de sortie de 40 Nm, tandis que le nouveau X20 l'augmente à 55 Nm. Les deux systèmes ont des batteries d'environ 250 Wh, tandis que le X20 a également une option de 350 Wh.

Le poids total du système pour le X20 est de 3,2 kg. Le X35 arrive à un poids revendiqué de 3,5 kg. Ce faible poids le voit spécifié sur certains des vélos électriques les plus légers du marché.

Sa taille compacte en fait un profil de vélo qui n'est pas si différent d'un vélo à pédales ordinaire. Il est possible d'ajouter une batterie porte-bidon pour doubler l'autonomie.

De nombreuses marques de vélos utilisent le moteur de moyeu arrière Mahle ebikemotion dans leurs vélos de route, notamment Orbea, Wilier, Colnago et Ribble. Il est également utilisé sur des hybrides tels que les VTT Cannondale Quick Neo, Lapierre E-Sensium et Wilier Urta Hybrid.

Les options de contrôleur iWoc de la marque comprennent un bouton à profil bas monté sur le tube supérieur, ainsi que des unités montées sur barre. Il y a une connectivité BLE et ANT+ et une application qui vous permet de régler le moteur, et a une option pour contrôler la sortie en fonction de votre fréquence cardiaque.

Paul écrit sur la technologie du vélo et passe en revue tout ce qui concerne le cyclisme depuis près d'une décennie. Il a passé cinq ans à Cycling Weekly et a également écrit pour des titres tels que CyclingNews, Cyclist et BikePerfect, tout en étant un contributeur régulier à BikeRadar. Sur le plan technique, il a tout couvert, de la largeur de la jante aux derniers ordinateurs de vélo. Il a passé en revue certains des premiers vélos électriques pour Cycling Weekly et a couvert leur développement dans les machines sophistiquées qu'ils sont aujourd'hui, devenant ainsi un expert de tout ce qui est électrique. Paul était dans le gravier avant même qu'il ne soit inventé, faisant du vélo de cyclo-cross à travers les South Downs et le long de sentiers boueux à travers les Chilterns. Il s'est également essayé au VTT cross-country. Il est très fier d'avoir parcouru la longueur du South Downs Way sur un crosser et de réaliser son ambition de longue date de gravir le Monte Grappa sur un vélo de route.

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