5 de mar. de 2015

How to convert comercial bike into e-bike

Hoje, vou iniciar a postagem de um assunto que está despertando interesse: Bike Elétrica
Sempre tive vontade de produzir algo elétrico, uma moto, um carro e atualmente montar uma bicicleta elétrica está bem fácil devido aos inúmeros fornecedores, na grande maioria chineses, de motores, controladores e acessórios para uma bicicleta elétrica.

Então vou iniciar a descrição da minha saga que talvez ajude a você que está aí lendo, montar a sua bike elétrica.

Segue abaixo a foto de duas bikes que montei, uma para meu uso e a outra para a esposa:
Aí acima é uma GT Avalanche 2013 que comprei a um tempo atrás
E abaixo um Caloi T-Type bem básica mas que até é bonitinha e serviu para a adaptação
Futuramente vou passar o kit elétrico para uma bike mais aprimorada que esta
e esta é uma vantagem de você mesmo 'eletrificar' sua bike, a de passar o sistema
para a próxima em vez de trocar todo o sistema! Que tal ?

Inicialmente dei uma olhada para as bikes comercializadas prontas por aqui e comparando com as que eu vi montadas por aí a fora, percebi que estão vendendo fuscas a preço de ferraris, então parti para montar a minha própria bike elétrica com a configuração desejada.



Por que decidi montar e não comprar:

1- Design (as bicicletas comercias são horríveis, me perdoem os fabricantes);
2- Potência (normalmente são versões de 250W ou 350W, portanto, fracas para subidas);
3- Tipos de baterias (normalmente de chumbo ácido (Pb), extremamente pesadas e grandes);
4- Preço (a mais básica, feia com motor pequeno e com baterias Pb, equivale a montar a minha, bonita, mais leve e mais potente);
5- Futuramente posso passar todo o sistema elétrico para outra, desta forma atualizando a bicicleta sem precisar começar me desfazer dos sistema elétrico.

Então vamos lá comprovar:

Componentes básicos de uma bike elétrica:

- Motor
Comprei de uma tal eBikeKit (www.ebikekit.com) pois achei uma promoção e o frete estava em bom preço. Como estava pesquisando sobre o assunto, sem saber o real da coisa toda, decidi comprar um motor de 450W com redutor que pela descrição possui maior torque nas subidas e um 500W garante maior velocidade e pode ser utilizado para regenerar energia se necessário par poder experimentar nas duas condições. E também escolhi o 450W para uso na roda traseira pois a T-Type era fácil de adaptar, visto que, a catraca é comum com fixação por rosca e freio V-brake. Já na GT eu preferi comprar um motor dianteiro pela facilidade de instalar sem precisar mexer nos trocadores e por ter freio a disco, também fiquei com medo de ter que abrir o quadro para adaptar, então resolvi que mais fácil seria adaptar a roda dianteira. Este foi o princípio que adotei para a escolha dos dois motores.

- Controlador
Depois de ter feito a escolha dos motores, percebi que na tal eBikeKit o controlador era caro e não vinha especificado muito bem as características técnicas, corrente de consumo, potência máxima e etc., então descobri Googleando um pouco, uma tal de GreenBikeKit que tinha kits completos mas o que me chamou a atenção foi o preço dos controladores e também dos aceleradores. De posse dos dados das potências e tensões nominais dos motores, selecionei dois controladores que atendiam as necessidades de ambos.

- Acelerador
Com o acelerador foi similar ao controlador e achei interessante usar o acelerador tipo thumb (dedo) que parecia ser mais adequado, no entanto, na hora de instalar me bati um pouco e tive um pouco de sorte também, pois ele quase não coube em meio aos comandos dos trocadores Shimano da GT. Assim recomendo você ver bem qual a posição dos acionadores do seu câmbio para escolher o acelerador, pois tem a opção (throtlle), manete inteiro, que creio que deve ser mais fácil de adaptar no final das contas e fica como um acelerador de moto, mas como as bikes são mountain, não gosto de ter um manete mole em uma das mão na hora de encarar algum obstáculo.

- Baterias
Eis o calcanhar de aquiles da bicicleta elétrica, ou melhor, de qualquer veículo elétrico. A bateria é o item mais chato de preparar numa bike elétrica, pois depende da potência do motor, do tipo do trajeto que será utilizado e da distância que deve ser percorrida para sua aplicação.

Há a possibilidade de associar diversas baterias de LiIon, neste caso os modelos 16650, que normalmente são de 3,7V com carga de 2100mAh, criando associações série e paralelo até atingir a tensão e corrente necessárias e com a vantagem de poder montar associações específicas para cada aplicação.

Outra possibilidade é utilizar packs de baterias de LiPo prontas, destas utilizadas em drones, no entanto, fiz uma compra na Hobby King de 8 destas baterias para utilizar 4 em cada bicicleta e infelizmente 4 delas já apresentaram problemas de descarga e incapacidade de fornecer a corrente nominal, ou seja, não vale a pena pelo custo maior e pela baixa qualidade das baterias de LiPo existentes. Me arrependo da decisão!


 




Curiosidade: Veja o que esse camarada fez com bateria de LiOn retiradas de Notebook iguais as da foto acima: https://www.youtube.com/watch?v=csz-PeOqE0c e https://www.youtube.com/watch?v=Pvr8KMDtz5M


- Carregador de baterias
 



- Monitor de baterias (BMS)
http://www.mpoweruk.com/bms.htm

Este creio eu é um item super, mega, hiper importante para manter as baterias de LiPo ou LiIon dentro das faixas de segurança de tensão e conservar o banco de baterias de forma a manter a vida útil das mesmas e facilitar também o carregamento, pois garante que após qualquer dos módulo atingir a voltagem máxima 4,2V, este seja desconectado e carga interrompida evitando assim sobrecarga ou explosão e produz um balanceamento entre as células durante a carga e descarga, desde que o desequilíbrio não seja muito grande, superior a 20%.

 
Montagem dos cabos para conectar a cada trecho de 3,7V da bateria no total de 37V

Funcionamento do BMS 

 Conexão do BMS 

Possíveis desequilíbrios quando não utilizado o BMS que podem danificar as baterias com sub ou sobre tensão dentro da associação principal


- Pedal assistente

Existe um sistema chamado Pedelec que utiliza um sensor no pé de vela para ajudar a informar ao controlador se você está querendo aumentar a velocidade e assim o controlador aumenta ou diminui o auxílio elétrico na pedalada, entenda uma pouco mais em: http://electricbikereport.com/electric-bike-throttle-pedal-assist-pedelec/

- Freios

*Como a curiosidade sobre o assunto está grande, estou publicando o blog sem estar completo. Em breve vou atualizando com o restante das informações.

Lista de links de compra dos itens utilizados nas duas bicicletas:

Motores:

Controladores:

Cabos:

Aceleradores:

Pedal assistente (opcional):

Baterias Prontas (x4 para cada bike, a de notebook sai mais barato):

Baterias para montar (x9 para cada bike ou x17 para as duas):

Espaçadores caso queira montar mais ajeitado as baterias 18650:

Bagageiro para colocar o controlador e as baterias:

BMS:
http://www.ebay.co.uk/itm/261748161455?_trksid=p2059210.m2749.l2649&var=560622643679&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT