Contrôleur de trottinette électrique : à quoi il sert, comment il marche, comment le choisir

Sur une trottinette électrique, on parle beaucoup de la batterie et du moteur. Pourtant, c'est une troisième pièce, plus discrète, qui décide de presque tout : le contrôleur. C'est lui qui dose, à chaque instant, l'énergie que la batterie envoie au moteur. L'accélération, le freinage électrique, la vitesse maximale, la chauffe et une bonne partie des pannes passent par lui.

Ce guide explique ce que fait un contrôleur, comment lire ses caractéristiques sans se faire piéger, et dans quel ordre réfléchir avant d'en changer.

Le rôle du contrôleur, en une image

Une batterie fournit du courant continu : deux fils, un plus et un moins, une tension à peu près stable. Un moteur de trottinette, lui, est un moteur « sans balais » à trois fils, qu'on appelle les trois phases. Pour qu'il tourne, il faut faire circuler le courant dans ces trois fils à tour de rôle, au bon moment et avec la bonne intensité, des milliers de fois par seconde.

Le contrôleur fait exactement ce travail. À l'intérieur, des interrupteurs électroniques s'ouvrent et se ferment très vite pour découper le courant de la batterie et le répartir entre les trois phases. Un petit calculateur pilote ces interrupteurs en fonction de ce que vous demandez à l'accélérateur, de la position du moteur et de tout ce que le contrôleur surveille.

Au passage, le contrôleur assure d'autres tâches :

• le freinage électrique : il fait travailler le moteur comme une dynamo, ce qui ralentit la roue et renvoie un peu d'énergie vers la batterie ;
• les protections : il réduit ou coupe la puissance si sa température, celle du moteur ou la tension de la batterie sortent des limites prévues ;
• le dialogue avec l'afficheur : vitesse, niveau de batterie, modes de conduite et codes d'erreur viennent de lui.

Les chiffres qui comptent, et comment les lire

La tension : celle de la batterie pleine

Une batterie de trottinette est faite de cellules lithium montées en série. Chaque cellule vaut environ 3,6 V en moyenne et 4,2 V une fois chargée à fond. On désigne la batterie par sa tension moyenne, dite nominale, mais c'est la tension pleine charge que le contrôleur doit supporter.

Il faut en plus une marge : au freinage électrique, la tension remonte au-dessus de celle de la batterie. Un contrôleur donné pour 100 V, par exemple, accepte une batterie 72 V (84 V pleine charge) avec de la marge. Un contrôleur donné pour « 72 V » sans plus de précision doit être vérifié : supporte-t-il vraiment 84 V et les pointes du freinage ?

Deux courants différents : batterie et phase

C'est le point que la plupart des fiches mélangent. Un contrôleur a deux limites de courant :

• le courant batterie, celui qu'il tire de la batterie. Multiplié par la tension, il donne la puissance réellement consommée ;
• le courant de phase, celui qu'il envoie dans le moteur. C'est lui qui fait le couple, donc la force au démarrage et en côte.

Pourquoi ces deux courants ne sont-ils pas égaux ? À basse vitesse, le moteur n'a besoin que d'une petite tension, mais d'un fort courant pour produire du couple. Le contrôleur agit alors comme un transformateur : il échange de la tension contre du courant. Au démarrage, le courant de phase peut donc être bien plus élevé que le courant batterie, sans que la batterie fournisse davantage. C'est ce qui permet une forte accélération sans vider la batterie d'un coup.

À titre d'exemple, nos contrôleurs RageLink X400 Dual sont donnés pour 400 A de courant de phase et 250 A de courant batterie par moteur : le premier chiffre parle de la force, le second de ce que la batterie doit pouvoir fournir.

Les watts : un calcul, pas une promesse

La puissance électrique tirée de la batterie se calcule simplement : tension × courant batterie. Un contrôleur limité à 50 A sur une batterie 72 V consomme au plus 72 × 50 = 3 600 W. Sur une trottinette à deux moteurs et deux contrôleurs, on additionne les deux.

Ce calcul est souvent plus parlant que le chiffre en watts écrit sur le moteur, qui désigne en général une puissance continue, celle qu'il peut tenir longtemps sans surchauffer, et non la puissance de pointe.

Onde carrée ou onde sinus

Il existe deux grandes façons de faire tourner un moteur sans balais. La première, dite en onde carrée (ou trapézoïdale), alimente les phases par paliers : c'est simple et robuste, mais le moteur est plus bruyant et un peu moins doux à basse vitesse. La seconde, souvent appelée commande vectorielle ou FOC (pour « Field Oriented Control »), fait varier le courant de façon continue, en sinus. Le moteur est plus silencieux, plus progressif, et le rendement est en général meilleur.

Les contrôleurs de performance récents travaillent presque tous en FOC. Pour un pilote, la différence se sent surtout dans la douceur du départ et la précision de l'accélérateur.

Capteurs ou pas capteurs

Pour envoyer le courant au bon moment, le contrôleur doit savoir où se trouve le rotor du moteur. Deux solutions :

• avec capteurs : la plupart des moteurs de trottinette ont trois capteurs dits « à effet Hall » (cinq fils fins à côté des trois gros fils de phase). Le contrôleur connaît la position du moteur même à l'arrêt, ce qui donne un démarrage franc et sans à-coup ;
• sans capteur : le contrôleur déduit la position du moteur à partir de la tension que celui-ci produit en tournant. C'est très efficace en roulant, mais plus délicat au démarrage à l'arrêt complet.

Un capteur défaillant ou une fiche mal enfoncée produit des symptômes typiques : moteur qui broute, qui hésite au démarrage ou qui ne part que si l'on pousse la trottinette.

Un ou deux contrôleurs ?

Une trottinette à deux moteurs a souvent deux contrôleurs, un pour la roue avant et un pour la roue arrière, que les constructeurs distinguent parfois par une lettre (contrôleur A et contrôleur B). Ils ne sont pas toujours interchangeables : l'un peut porter la liaison avec l'afficheur et l'autre non.

Il existe aussi des contrôleurs doubles, qui pilotent deux moteurs dans un seul boîtier, comme le RageLink X400 Dual. Un seul boîtier à loger, à câbler et à régler, et les deux roues gérées ensemble.

Comment choisir un contrôleur, dans l'ordre

Changer de contrôleur pour gagner en performance est tentant. Mais le contrôleur n'est qu'un maillon : il ne peut pas tirer d'une batterie plus de courant qu'elle n'en fournit, ni envoyer dans un moteur plus que ce que celui-ci supporte sans chauffer. L'ordre de réflexion de l'atelier est le suivant.

1. La tension de la batterie. Le contrôleur doit accepter la tension pleine charge, avec de la marge.
2. Ce que la batterie peut fournir. Le courant maximal de son système de gestion (le BMS) et la qualité des cellules fixent le plafond. Au-delà, la batterie coupe ou s'use vite. Voir nos batteries de trottinette, dont les versions Performance sont faites pour débiter davantage.
3. Ce que le moteur peut encaisser. Le courant de phase se transforme en couple, mais aussi en chaleur dans le moteur. Un moteur plus gros ou mieux refroidi accepte davantage. Voir nos moteurs de trottinette électrique.
4. La place et le refroidissement. Un contrôleur qui chauffe réduit sa puissance pour se protéger. Il doit être fixé sur une surface qui évacue la chaleur.
5. Les branchements. Capteurs du moteur, accélérateur, frein, afficheur : chaque fiche doit correspondre, ou être adaptée proprement.
6. Le réglage. Un contrôleur réglable permet d'adapter les courants à la batterie et au moteur. Encore faut-il savoir le faire.

Et il ne faut pas oublier le reste de la machine : plus de puissance demande des freins et des pneus à la hauteur.

Les pannes qui viennent (ou semblent venir) du contrôleur

• La trottinette coupe quand on accélère fort : le plus souvent, c'est la batterie (ou son BMS) qui se protège parce qu'on lui demande trop de courant, pas le contrôleur.
• Le moteur broute ou saccade : capteur Hall défaillant, fiche de capteur mal enfoncée, ou fil de phase abîmé.
• La puissance baisse après quelques minutes : protection thermique du contrôleur ou du moteur.
• Un code d'erreur s'affiche : il désigne une famille de défauts (moteur, capteur, tension, communication), à interpréter selon la marque de l'afficheur.
• Le contrôleur a réellement grillé : eau, court-circuit sur les phases, ou freinage électrique avec une batterie déjà pleine sur un contrôleur sans marge de tension.

Vitesse et loi : ce qu'il faut savoir

En France, une trottinette électrique qui roule sur la voie publique doit être limitée par construction à 25 km/h. Un contrôleur plus puissant ne change rien à cette règle : sur la route, la machine reste bridée. Les performances se mesurent sur circuit ou sur terrain privé, là où roule notre écurie de course.

Nos contrôleurs RageLink

Nous préparons notre propre gamme de contrôleurs : RageLink. Conçus par notre bureau d'études à Lyon et fabriqués dans nos ateliers en France, ils vont de 400 à 2000 A de courant de phase, en 100 V, et se règlent, se mettent à jour et se verrouillent depuis une application sur téléphone. Ils ne sont pas encore en vente : vous pouvez vous inscrire sur la liste d'attente pour être prévenu en premier.