Projeto de Final de Semana: Construa sua própria bicicleta elétrica de baixo custo por menos de $500

As bicicletas elétricas simplificam o movimento entre cidades e áreas urbanas, mas as melhores podem ser muito caras. Bicicletas elétricas de alta qualidade de marcas grandes como Trek’s Super Commuter 8s ou Raleigh Redux IE oferecem alto desempenho e alta qualidade em um pacote elegante. Mas com os preços dessas bicicletas elétricas entre $3.000 e $5.000, essa qualidade extra não é barata.

No outro lado dessa vertente, as bicicletas elétricas baratas importadas diretamente da Ásia e enviadas internamente nos EUA são mais acessíveis, a partir de cerca de $500. Já analisámos anteriormente essas bicicletas elétricas bem baratas e a conclusão é muitas vezes a mesma – partes da ebike: decentes; partes da bicicleta: medíocres na melhor das hipóteses.

Simplificando, não existem muitos motores, controladores ou baterias de bicicletas elétricas diferentes à escolha dos fabricantes, então todas saem do mesmo grupo de componentes produzidos em massa e de qualidade decente. Mas, para manter o preço dessas bicicletas elétricas o mais baixo, é preciso fazer algumas concessões. E, nessas situações, os únicos pontos em que é possível cortar são os componentes da bicicleta.

Os quadros dessas bicicletas geralmente não são ruins, mas o aparafusamento dos componentes é muito fraco. A suspensão é pouco mais do que uma mola colocada dentro de um tubo, os bancos são mais duros do que bancos de um parque e os componentes dos freios dobram e rangem de uma forma que não inspira confiança.

Embora essas bicicletas econômicas sejam normalmente adequadas para viagens curtas e como forma de transporte, simplesmente não satisfazem a maioria dos ciclistas experientes que buscam bicicletas de maior qualidade com assistência elétrica adicional. Para quem quer substituir seu carro em muitas viagens na cidade, é necessária uma bicicleta com maior qualidade.

Felizmente, para as pessoas criativas que não se importam de pegar em ferramentas, é fácil combinar o melhor da qualidade das bicicletas e componentes de ebike de qualidade para construir suas próprios ebikes de alta qualidade, mas com baixo custo.

Estão disponíveis kits de conversão de bicicletas elétricas que permitem a um ciclista converter uma bicicleta normal em uma bicicleta elétrica com o mesmo desempenho das bicicletas elétricas de varejo, mas por uma fração do preço. Dá para converter uma bicicleta elétrica decente pelo custo de uma ebike de baixo custo, por vezes ainda menos. A vantagem deste método é que você pode começar com uma bicicleta que já possui, que quase sempre será de muito melhor qualidade do que as bicicletas elétricas de baixo custo. Você também tem muito mais espaço para personalizar e escolher a bicicleta exata que melhor se adapte a você, ou até mesmo optar por algo estranho ou único, como uma bicicleta tandem para duas pessoas. Na verdade, converti uma bicicleta elétrica DIY em uma bicicleta tandem e foi bem fácil – assim que consegui encontrar alguém para pedalar junto comigo!

A maioria dos kits de conversão de bicicletas elétricas inclui tudo o que você precisa, menos a bateria. A bateria é provavelmente a parte mais importante e cara de uma bicicleta elétrica, por isso é bom poder escolher ela à parte. Falaremos sobre esses dois componentes com mais detalhe abaixo, começando pela bateria.

Escolhendo uma bateria de bicicleta elétrica

Os principais parâmetros para sua bateria são a voltagem e a capacidade. A voltagem da bateria de uma bicicleta elétrica é normalmente medida em gradações de 12V, variando de 24V a 72V. Quanto maior a voltagem, maior a potência e velocidade da ebike. As bicicletas elétricas de 24V são bastante fracas e dão somente para baixas velocidades e para andar terrenos planos com ciclistas leves. Minha esposa não é alguém que adora viver no limite, então eu construí uma bela ebike de baixa potência com essa bateria de 24V projetada para ser facilmente montada no tubo do assento das bicicletas dobráveis.

A moto da minha esposa com sua bateria de 24V pós-montada

Para quem deseja um pouco mais de velocidade e potência, 36V e 48V são as opções mais comuns para bicicletas elétricas, e ambas são boas para até aproximadamente 28 mph (45 km/hr). Esta é uma bateria ebike de 36V de boa qualidade feita com células de bateria Samsung, embora eu normalmente prefira baterias ebike de 48V para meus passeios, pois gosto de sentir aquela velocidade extra no terreno plano e do aumento da energia para subir morros. Finalmente, as opções de 60V e 72V são ideais para aquelas ebikes que atingem altas velocidades de 30-45 mph (48-72 km/hr). Mas não recomendaria apostar em algo tão rápido na sua primeira ebike, a menos que você tenha experiência em ebikes leves, pois é basicamente isso que você está criando agora. Além disso, quanto maior a voltagem, maior e mais cara será a bateria. Você também vai querer uma bicicleta de montanha com suspensão dupla para velocidades acima de 30 mph (48 km/hr).

Capacidade

Depois precisará escolher a capacidade da sua bateria. A capacidade é normalmente medida em amperes-hora ou horas watt, e determinará até onde você pode andar. 10Ah é um ponto inicial comum, aumentando até 20Ah para maior alcance. Mais de 20Ah é raro e a maioria fica reservada para passeios com ebikes e viagens no campo. Minha maior viagem em XC foi fazer 500 milhas pela Flórida, e usei duas baterias de 72V 20Ah para uma capacidade total de baterias de aproximadamente 3 kWh. Mas, para as viagens pela cidade, 10 Ah geralmente é suficiente.

Quando estiver com dúvidas, recomendo escolher sempre uma bateria de maior capacidade, se possível. Não só é menos provável que você fique sem bateria, mas uma bateria de maior capacidade também funciona com temperaturas baixas e dura mais tempo porque as células individuais da bateria não têm que trabalhar tão arduamente de forma individual. Mas, quanto maior a capacidade, mais pesada e mais cara será a bateria.

Muitas bicicletas elétricas vendidas varejo não mencionam voltagens e amperes para suas baterias, em vez disso listam apenas horas watt. Para comparar as duas, basta multiplicar a voltagem e o ampère-hora juntos para determinar as horas watt.

Watt-horas = Volts x Amp horas

Por exemplo, uma bateria de 48V 10Ah é igual a 480 horas watt (Wh). Mas, ao comparar baterias para fazer conversões bicicletas elétricas, você normalmente encontrará a voltagem e ampère-horas mencionados ao invés de watt horas.

Para determinar o alcance da sua bicicleta elétrica sem pedalar, você pode usar uma aproximação de 25 Wh/mi. Com ela, uma bateria de 480 Wh deve transportar a maioria dos ciclistas durante cerca de 20 milhas (32 km). Fatores como o peso do ciclista e o terreno podem ter um impacto significativo no alcance. E você pode sempre aumentar seu alcance pedalando junto com a potência do motor.

Por último, você precisará escolher entre dois estilos de baterias para bicicletas elétricas: uma bateria montada em quadro ou uma bolsa/bateria montada em quadro. A primeira (foto abaixo) fica aparafusada no quadro, geralmente usando os furos para o suporte da garrafa de água. A segunda é montada em um suporte ou em uma bolsa do quadro. Se você estiver usando uma bateria com voltagem acima de 60V, você provavelmente estará limitado a uma bateria montada em uma bolsa de armação, já que baterias de voltagem mais alta raramente vêm em caixas para fácil montagem. Esta bateria de 72V é típica da maioria das baterias de alta voltagem e requer uma bolsa triangular de estrutura ou um rack traseiro para montagem. A maioria das pessoas prefere baterias montadas no quadro por uma questão simplicidade. Ao colocar a bateria entre seus joelhos no triângulo frontal do quadro, você mantém o centro de gravidade mais baixo e colocado no centro da moto, melhorando o manuseio. Eu gosto de usar uma bolsa de quadro triangular em minhas bicicletas, mas principalmente porque sou nerd por baterias e gosto de construir baterias grandes e personalizadas para preencher o espaço disponível.

Kits de conversão de bicicletas elétricas

Quando tiver escolhido a sua bicicleta, precisará de um kit de conversão de bicicleta elétrica simples e aparafusado. O kit de conversão de bicicleta elétrica terá toda a eletrônica que você precisa (exceto a bateria, normalmente), incluindo o motor do cubo de roda, um acelerador e um controlador de velocidade, além de outros acessórios como displays, medidores, alavancas de freio, etc., dependendo do kit. Este kit específico de conversão de bicicletas elétricas é um kit de boa qualidade e orçamento, que já usei muitas vezes. Tem as opções de 500 W e 1.000 W e pode funcionar com baterias de 36V e 48V (excelente se quiser melhorar a velocidade mais tarde). Se pesquisar no mercado, encontrará outros kits de conversão de bicicletas elétricas com motores similares ou de aparência idêntica. Na verdade, a maioria dos motores deste estilo, até mesmo de fornecedores diferentes, geralmente usam as mesmas peças provenientes de apenas algumas fábricas na China. Simplesmente não tem muita diversidade no mercado de peças para conversão de bicicletas elétricas. A abordagem é tipo, “se funcionar, siga produzindo”.

Existe também um segundo tipo de kit de conversão de bicicletas elétricas que utiliza um motor de acionamento médio para substituir o seu suporte inferior e oferecer energia diretamente através da manivela. A vantagem desses kits de acionamento médio é que permitem que você passe a assistência elétrica por todas as suas engrenagens ao invés de ter uma única relação de engrenagens como os motores de cubo. Ter várias engrenagens acionadas eletricamente pode ser uma grande ajuda em grandes morros. Mas estes kits são mais complicados de instalar, cabem em uma percentagem menor de bicicletas em estoque e são 3-5x mais caros, normalmente não os recomendo para sua primeira conversão de bicicletas elétricas.

Apesar de a maioria dos kits de conversão de bicicletas elétricas serem baseadas em motor de cubo, existem alguns parâmetros que você terá de considerar, ou seja, o nível de potência e qual roda tem o motor, além de escolher um kit com o tamanho adequado para sua bicicleta.

Alguns kits oferecem diferentes opções de potência, medidas em watts. A menos que você esteja viajando acima de 20-25 mph (32-40 km/hr), os níveis de potência acima de 750 watts não terão tanto impacto na sua velocidade quanto na sua aceleração. Para terrenos planos, 250-500 W é potência suficiente para colocar a maioria das pessoas sentindo a velocidade, embora com uma aceleração mais lenta. Se você é leve, e não se importa de demorar alguns segundos para alcançar velocidades de cruzeiro, uma ebike de 250 W pode ser suficiente. Mas se vive em uma área montanhosa, você vai gostar de sentir a força de 750 W, ou mesmo 1.000 W para áreas muito montanhosas. Além disso, pessoas maiores beneficiarão de níveis de potência mais altos, mesmo em terrenos planos.

Pessoalmente, acredito que um sistema de 48V e 750-1.000 W é a quantidade perfeita para a maioria. Essa combinação garante um pouco mais de velocidade e potência do que a maioria vai usar, ou seja, você não está montando sua moto com o acelerador constantemente nos 100%. Imagine um carro dirigido assim!

Por último, terá de decidir entre um motor dianteiro ou traseiro. Um motor dianteiro é melhor para instalações menores, geralmente na faixa de 250-350 W. A troca do pneu é mais fácil com um motor dianteiro, e pode ser um pouco mais irritante com um motor traseiro. Mas muitos garfos de bicicleta dianteiros não são projetados para suportar o nível de potência de motores grandes. Para motores acima de 500 W para um quadro de alumínio ou 750 W para um quadro de aço, o melhor é o acionamento da roda traseira. Além disso, motores potentes colocados na parte dianteira podem deixar você com queimaduras, devido ao menor peso na roda dianteira. Se isso é desejável ou não, tudo depende de você. Ou pode ser o centro das atenções como eu e ter tanto motores dianteiros quanto traseiros para uma moto com tração nas quatro rodas. Bem legal!

Instalação do kit de conversão de bicicletas elétricas

Quando escolhe o seu kit, a instalação é muito simples, especialmente se você já trocou um pneu furado em uma bicicleta. Para instalar o motor do cubo, basta retirar a roda da bicicleta velha e transferir o pneu e a câmara interna para a roda do motor do cubo elétrico. Depois, fixe o controlador de velocidade (o cérebro da moto) no quadro e adicione o acelerador. Todos os kits devem vir com conexões compatíveis.

A parte mais complicada da conversão pode ser ligar a bateria ao controlador de velocidade, já que podem não ter conectores correspondentes se forem comprados de dois fornecedores diferentes. Neste caso, apenas precisa trocar o conector do fio em um ou ambos os componentes. Se você sabe manusear a solda, não será um grande problema. Simplesmente corte o conector antigo e solde em um novo. Você pode encontrar conectores elétricos com fios pré-conectados que tornam este trabalho ainda mais simples. Essa é provavelmente a única solda que você terá de fazer no projeto. Só precisa ter cuidado para não tocar nos fios da bateria juntos quando você os tiver temporariamente expostos, ou pode criar um curto-circuito. Se você já tiver curto-circuitado uma bateria de 9V tocando os dois terminais em um objeto metálico, imagine a mesma faísca, só que muito maior. Eu já vi conectores elétricos dourados sendo vaporizados. Desaparecendo em um minuto. Puf.

Mas não se preocupe, isso não acontecerá com você, desde que você mantenha os fios separados enquanto substitui os conectores.

Quando tiver instalado e conectado a bateria ao controlador de velocidade, sua ebike estará pronta para ser pedalada. Só precisa garantir que todos os fios estão afastados e com zíper ou velcro no quadro para que eles não prendam nos pedais ou outros obstáculos, e então você estará pronto para um passeio de teste. Ah, e não se esqueça de um capacete – segurança primeiro!

Faça você mesmo para poupar dinheiro

Ficará surpreendido com a eficácia de uma ebike DIY e com as semelhanças que ela pode ter com as especificações de uma ebike de marca, apenas com um kit e algumas horas de conserto na sua garagem. A Trek SuperCommuter 8s avaliada pela Electrek é uma bonita bicicleta elétrica, mas custa $5.000. Você poderia criar uma ebike DIY com uma velocidade muito semelhante usando este kit de conversão e esta bateria de 36V. Com essas peças, você teria um motor mais potente e uma bateria de maior capacidade, tudo por cerca de $450, sem contar o custo da bicicleta. Claro, ela não tem todas as coisas da Trek, como o farol embutido, cabos internos roteados e motor de suporte inferior integrado, mas pode criar sua própria bicicleta elétrica DIY com os $4.500 que economizou!

Quando faz sua própria bicicleta elétrica, não terá a mesma garantia e suporte que receberia de uma empresa de varejo de bicicletas elétricas. Esses preços de milhares dólares são mais do que apenas a própria bicicleta. Mas, para aqueles corajosos o suficiente para fazerem tudo sozinhos, há muitas opções para construir sua própria bicicleta elétrica e poupar muito dinheiro.

[Edição: Há muito debate nos comentários sobre as leis para bicicletas elétricas. Não só quase todos os países têm leis e regulamentos diferentes sobre limites de potência e outros parâmetros relacionados com as bicicletas elétricas, mas cada estado nos EUA também tem leis de ebike únicas. Você deve ver suas leis locais sobre bicicletas elétricas para determinar que tipos de ebikes são legais na sua área. Essa wiki é um bom lugar para começar, mas pode nem sempre estar atualizado com as leis em mudança constante].

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