Bicicleta eléctrica DIY: ¿qué sistema elegir para añadir espacio entre el cuadro y la batería?

Entonces, el proyecto es instalar esta batería de 5 kg:

en esta bicicleta:

Esto no es broma. Lo digo en serio.

Siguiendo con esta pregunta anterior , voy a usar tuercas remachadas de acero (el aluminio es demasiado liviano para el trabajo), M6 si es posible, de lo contrario, recurriré al M5 estándar. Espero tener espacio suficiente para poner al menos 6 tuercas remachadas, siendo 4 el mínimo absoluto que podría aceptar.

Aquí hay algunas dimensiones de las tuercas remachadas:

Ahora el punto de esta pregunta. El marco tiene una bisagra, por lo que no puedo instalar la batería directamente en el marco, tiene que haber un espacio de unos 15 mm entre el marco y la batería. La batería va desde la horquilla hasta la tija del sillín, quedando apenas unos centímetros, lo que permite cambiar la batería de su soporte.

Hasta ahora, podría pensar en 3 soluciones:

1) Use estos pernos hexagonales de acero:

• Pros: Visualmente, parece ser la "pieza adecuada para el trabajo". Hecho de acero.
• Desventajas: Probablemente no esté diseñado para tal trabajo, me temo que podría romperse entre la rosca y la parte de la tuerca.
• Para que conste, el modelo M5 tiene una longitud de rosca de 8 mm y el modelo M6 tiene una longitud de rosca de 10 mm.

2) Use pernos largos y estas "arandelas altas", entre los collares de las tuercas remachadas y el soporte de la batería:

• Pros: El sistema más "regular" que se pueda imaginar.
• Contras: Probablemente no sea el sistema más resistente.

3) Use "arandelas altas" más grandes, que se colocarían alrededor de los collares de las tuercas remachadas, justo en el marco, en lugar de en el collar de las tuercas remachadas.

• Pros: permite usar arandelas mucho más grandes y, por lo tanto, más resistentes. Por ejemplo, con tuercas remachables M6, usaría arandelas M12, ¡que tienen un diámetro externo de 20 mm! Eso ayudaría mucho a soportar la fuerza lateral.
• Contras: Tal vez necesite agregar una capa de protección entre el marco y las arandelas, para que no dejen una marca en el marco. Tal vez una banda de Gorilla Tape, con agujeros para los pernos.

Hasta ahora, me inclino hacia la solución 3 . ¿Cuáles son sus pensamientos sobre esto?

Actualice el seguimiento de la respuesta de Michael:

• Sobre tu primer párrafo: Yo también había pensado en esto. Pero con la solución 3, la fuerza lateral se transmite al marco a través de las arandelas grandes, lo que preserva mucho las tuercas remachadas, mientras que con la solución 2, toda la fuerza lateral va a las tuercas remachadas y a su unión con el marco, lo que posiblemente afloje ellos con el tiempo. No soy físico y no puedo decir qué solución es la más sólida, pero mi apuesta sería la solución 3.
• Sobre perforar la parte superior e inferior del cuadro y usar pernos largos: no lo había dicho claramente, pero en realidad, ¡la bicicleta ya es una eBike! Pero sí necesito una gran autonomía. Ya hay una pequeña batería (alrededor de 10 Ah) dentro del marco, que también me gustaría conservar (cambiando las baterías simplemente cambiando los conectores externos XT60). En realidad, estoy reemplazando esa batería original con un modelo ligeramente diferente, que tiene aproximadamente 1 cm menos de altura; agregando esto al espacio original de unos pocos milímetros, brinda suficiente espacio para las tuercas remachadas.