Costruire la propria bici elettrica: progetto d’archivio

Costruzione della propria bicicletta elettrica

L’articolo originale citava un video YouTube della costruzione. Il video non è più incorporato qui; le fotografie del montaggio sono conservate sotto.

  «Bicicletta elettrica? È roba da pigri!». Era quello che pensavo ogni volta che un’ottantenne mi sorpassava su quel mezzo a 2 ruote senza limitazione. Mi ostinavo a spostarmi con la sola forza delle gambe, accettando il disagio della maglietta fradicia all’arrivo al lavoro.

 Perché usare una bicicletta elettrica?

Tabella 1: Vantaggi e svantaggi della bicicletta tradizionale

• Il testo originale citava uno studio senza riferimento che indicava una velocità media in bicicletta di 14km/h in città, contro 12km/h in automobile. Questi dati storici non garantiscono il risultato di un percorso specifico.

Soluzioni agli svantaggi :

• In definitiva, una bicicletta elettrica unisce parte della comodità di una piccola moto ai vantaggi della bici. Può aiutare nelle mattine con poca motivazione e ridurre il sudore dopo una salita lunga.
• Per proteggersi dalle intemperie aiuta un buon poncho.

Tabella 2: Vantaggi e svantaggi della bicicletta elettrica

Soluzioni agli svantaggi :

• Un buon poncho aiuta anche con le intemperie, pur sacrificando un po’ lo stile.
• Prezzo di acquisto: l’articolo originale indicava biciclette elettriche da 600€ e circa 1500€ per un modello di buona qualità, con autonomia sufficiente, motore robusto e ciclistica solida. Erano indicazioni storiche, non offerte attuali.

Esistono quindi 2 modi per procurarsi questo mezzo:

• Spendere la somma necessaria per il mezzo a 2 ruote dei propri sogni
• Convertire una bicicletta tradizionale nel mezzo a 2 ruote dei propri sogni. L’articolo originale indicava un risparmio fino a 1000€ rispetto a una bici elettrica equivalente; il confronto storico va verificato con un preventivo attuale.

Costruire la bicicletta elettrica dei propri sogni 

Inizialmente volevo convertire la mia vecchia bici da corsa in una bicicletta a pedalata assistita. Dopo alcune riflessioni e ricerche online, giudicai il vecchio telaio in acciaio e i freni sul cerchio poco robusti per il peso e la potenza dell’attrezzatura prevista.

Figura 1: Bici da corsa ritenuta poco robusta per questo montaggio

Apprezzando il look rétro delle Triumph, mi lanciai la sfida di partire da zero e costruire un ibrido fra una bici elettrica e una piccola moto.

Requisiti del progetto

• Elevata potenza, velocità elevata, con sufficiente coppia (per una buona accelerazione)
• Robustezza
• Leggerezza (deve poter essere trasportata a mano per brevi tratti e consentire l’accesso ai treni)
• Modularità: La possibilità di mantenere emigliorarefacilmente il mezzo a 2 ruote secondo i budget futuri

Costruzione della parte meccanica

Telaio

Figura 2: Telaio della marca Müsing

Il telaio scelto era un telaio da dirt-bike importato dalla Germania. I tubi in alluminio rinforzato offrivano la robustezza e leggerezza necessarie per la potenza di questo montaggio. L’alluminio resiste alla corrosione, ma ciò non rende l’intera bicicletta immune alla pioggia né elimina la manutenzione.

Forcella

Figura 3: Forcella in acciaio della marca Ruff-Cycles

L’autore considerava le forcelle ammortizzate di qualità costose, pesanti e soggette a maggiore usura, quindi scelse una forcella rigida. Preferì l’acciaio per il comportamento agli urti e la lieve attenuazione delle vibrazioni stradali; ciò non sostituisce la verifica dell’idoneità della forcella al montaggio.

Sistema frenante   

Figura 4: Freni a disco con diametro di 180mm

Per questo montaggio motorizzato, l’autore scelse freni a disco per una frenata efficace. Montò dischi da 180mm sia davanti sia dietro. La sicurezza della frenata dipende dal sistema completo e dall’idoneità al veicolo, non dal solo diametro del disco.

Il sistema frenante meccanico fu scelto per la compatibilità con l’interruzione del motore e la frenata elettromagnetica descritta nel progetto. Questa usa il motore per recuperare energia in frenata e restituirla alla batteria. Servono motore, controller e batteria compatibili; non tutti i kit offrono questa funzione.

Rinforzo dei forcellini 

Figura 5: Torque arm per rinforzare il forcellino

I telai delle biciclette tradizionali non sono automaticamente adatti a coppie elevate del motore. Per questo montaggio si prevedevano quindi bracci antitorsione in acciaio, chiamati torque arms e usati anche su alcune moto. Compatibilità, ancoraggio e accoppiamento all’asse vanno verificati sul telaio e motore effettivi.

Costruzione della parte elettrica

Esistono diversi rivenditori di kit di motorizzazione per biciclette. Power-Ebike.fr era descritto nell’articolo originale come fornitore di kit potenti, fino a 2000W, con velocità dichiarate di 80km/h usando batteria e avvolgimento adatti. L’autore apprezzava il rapporto qualità-prezzo e l’assistenza rapida al montaggio. Sono descrizioni storiche ed esperienze personali, non garanzie attuali di disponibilità, servizio o prestazioni.

Sono possibili diverse configurazioni secondo le aspettative e la costituzione dell’utilizzatore.

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Aspettative: scelta dell’avvolgimento

Figura 6: Avvolgimento del motore

L’articolo originale distingueva diverse opzioni di motore:

• Motore veloce con meno coppia (350/480), descritto per uso di tipo stradale
• Motore con molta coppia e meno velocità (180×280, notazione del testo originale), descritto per mountain bike
• Compromesso fra coppia e velocità (280x38O, notazione originale da confermare), descritto come versatile

L’avvolgimento influisce sulle caratteristiche del motore. Anche la tensione della batteria, 36V, 48V o 60V nell’articolo, incide sulle prestazioni: a parità di condizioni, una tensione maggiore può aumentare la velocità di rotazione. La velocità reale dipende anche da controller, carico e montaggio; non è una garanzia universale.

Peso dell’utilizzatore: scelta del controller

Figura 7: Controller da 17A

Il peso dell’utilizzatore e della bici conta: un carico maggiore può richiedere più coppia. La corrente influisce sulla coppia, ma corrente della batteria e del motore non sono intercambiabili; contano anche le impostazioni del controller. L’articolo originale citava controller Power E-Bike da 17A, 22A, 28A e 35A. Confermare disponibilità attuale e compatibilità della configurazione.

ATTENZIONE: scegliendo la batteria, verificare che possa erogare continuamente la corrente massima di batteria richiesta dal controller.

Il venditore può aiutare a scegliere la configurazione più adatta alle proprie esigenze.

Montaggio del motore

             Figura 8: Montaggio del motore

La compatibilità del kit va verificata con telaio, forcella, asse e freni effettivi. Il testo originale citava una lieve limatura dei forcellini per alloggiare l’asse. Non è un’istruzione generale: far verificare l’accoppiamento da un meccanico competente e ottenere l’approvazione del produttore prima di modificare parti strutturali.

Montaggio del controller

Il controller centralizza i comandi e controlla il sistema batteria-motore. Richiede un raffreddamento adeguato contro il surriscaldamento; non va chiuso in un contenitore ermetico senza una soluzione di raffreddamento approvata per il modello.

Collegamenti

I connettori sagomati descritti nel montaggio semplificano i collegamenti, ma forme coincidenti non dimostrano da sole la compatibilità elettrica. Verificare schema, piedinatura e tensioni. L’articolo originale rimandava a foto e spiegazioni del produttore; procurarsi la documentazione dei componenti effettivi.

Nota:Per proteggere il circuito dalle sovracorrenti, questo montaggio comprendeva un fusibile. Un fusibile non sostituisce batteria e sistema di gestione adatti né un cablaggio corretto. Fu installato anche un interruttore a chiave contro l’uso non autorizzato della bicicletta elettrica.

Prestazioni: alcune cifre

Autonomia e ricarica

Con una batteria da 12 A.h l’autore indicava un’autonomia di 50kmcirca, aiutando il motore con una pedalata regolare. Per questo specifico montaggio, l’articolo stimava l’autonomia in km moltiplicando la capacità in A.h per 4. Non è una conversione universale: contano anche tensione, energia utilizzabile e consumo. Senza pedalare, in modalità «moto» secondo l’articolo, l’autonomia indicata scendeva a 35km circa. Il montaggio comprendeva anche una frenata elettromagnetica, usando il motore come generatore per recuperare energia nella batteria in frenata, secondo la compatibilità dei componenti.

La ricarica della batteria da 12A.h richiedeva, secondo l’articolo, circa 6h. Era un esempio con il caricatore utilizzato, non un tempo standard. Usare il caricatore e le istruzioni previsti per la batteria effettiva.

Nota : L’autonomia dipende molto dalle condizioni, tra cui vento, temperatura, peso e costituzione dell’utilizzatore.

Velocità e coppia

Come spiegato, la tensione influisce sulla velocità del motore e la corrente sulla coppia, insieme a impostazioni e limiti del controller. I risultati reali dipendono da peso, carico e direzione del vento. Corrente della batteria e corrente di fase del motore non vanno considerate identiche.

Nell’esempio con una batteria da 48V e un controller da 17A, l’articolo indicava una velocità massima di 45km/h e salite del15% a una velocità di 22km/h.

Consumo e confronto con un’utilitaria

Tabella 3: Consumo e confronto con un’utilitaria, VW Polo 5 — stime storiche

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Cosa ricordare

Costruire la propria bicicletta elettrica le attribuisce un valore sentimentale molto maggiore rispetto all’acquisto di una già pronta. Aiuta anche a conoscerla e diagnosticare guasti. Riparare solo entro le proprie competenze e seguendo le istruzioni del produttore; conoscere il montaggio non rende sicura ogni riparazione domestica.

I componenti possono sembrare costosi, anche quando alcuni rivenditori offrono un buon rapporto qualità-prezzo. Il costo dipende dall’attrezzatura scelta: freni a disco idraulici o meccanici, telaio in alluminio, sospensioni e così via. L’autore lo presentava come una scelta fra l’ultimo iPhone e andare in bicicletta elettrica.

Una bici elettrica non è priva di impatto ambientale al 100%. La produzione delle batterie ha un impatto importante e sostituire tragitti in auto può ridurre parte dell’impatto dei trasporti. Conta anche l’elettricità di ricarica. L’originale citava circa 76% di nucleare in Francia e 20% di carbone in Germania: dati storici senza fonte, non il mix attuale. Non determinano l’impronta dell’intero ciclo di vita.

Il successivo obiettivo dell’autore era acquistare pannelli solari e costruire una stazione di ricarica, definita «100% pulita» nell’originale. Era un obiettivo, non una valutazione verificata del ciclo di vita di pannelli, batteria o impianto.

Per l’autore, la bicicletta elettrica non era una questione di pigrizia, ma un’alternativa all’auto che potesse essere più economica, divertente e meno gravosa per l’ambiente, secondo uso e attrezzatura.

Per domande sulla costruzione della propria bicicletta elettrica, scrivere nei commenti.