En Europa, las bicicletas eléctricas híbridas se están volviendo bastante populares: pedaleas y una pequeña batería + motor te da un empujón adicional. Estas bicicletas incluyen frenado regenerativo: cuando frena suavemente, el motor funciona "en reversa" y recarga la batería. Dado que todo el hardware ya está allí, no es un gran desafío de ingeniería adicional. Es especialmente útil en ciudades montañosas: recuperas la energía gravitacional. Su volante es muy complejo: y la coincidencia de velocidad es particularmente desafiante, ya que necesita poder acelerar el volante independientemente de su velocidad y la velocidad de la bicicleta. Esto requiere un mecanismo de engranajes continuamente variable.

El almacenamiento eléctrico es mucho más sencillo.

No soy un mecánico de bicicletas ni un experto, pero diría que los principales inconvenientes de un sistema de volante son

1. Complicación del mantenimiento: cuantas más piezas móviles, más a menudo su bicicleta se estropeará y será más difícil repararla.

2. Precio: más piezas móviles significan más gastos. ¡Necesita un sistema de engranajes adicional para hacer funcionar un volante!

3. Peso / peligro: los volantes están diseñados para almacenar energía cinética rotacional ($ KE_ {rot} = \ frac 1 2 I \ omega ^ 2 $, donde $ I \ propto m $), y para almacenar una gran cantidad de energía cinética de rotación, se necesitan velocidades de rotación altas, masa elevada o ambas. Las altas velocidades de rotación significan mucho desgaste o más peligro para el usuario (piernas, correas, zapatos, etc. que quedan atrapados en un sistema de altas RPM). La masa alta es molesta para los ciclistas que intentan cargar 15 libras más cuesta arriba. De cualquier manera, es un problema.

4. Contraproducente: muchos ciclistas usan sus bicicletas para hacer ejercicio, por lo que es un poco contraproducente tener un sistema adicional diseñado para darles menos ejercicio.

Ahora, eso no quiere decir que los volantes de las bicicletas no sean bonitos; seguro que lo son, y en muchos sentidos son una gran idea. Pero preguntaste sobre los inconvenientes.

Otra dificultad sería el efecto giroscópico: dada la velocidad del volante, las fuerzas serían enormes, al bajar por ese paso alpino, probablemente daría la vuelta en la primera curva cerrada (retroceso en los EE. UU.).

Podría resolverse con volantes duales contrarrotantes, pero eso solo agrega más complejidad a una solución ya demasiado compleja. La bicicleta eléctrica híbrida es probablemente una solución más sencilla, además de permitir otras formas de carga.

Hay algunas dificultades fundamentales.

La energía almacenada en un volante es una combinación de su momento de inercia y su velocidad. Para obtener un momento de inercia más alto, necesita más masa o un diámetro más grande. El problema es que las bicicletas tienden a ser muy sensibles tanto al peso como al espacio. Esto lo deja con velocidad, en primer lugar, esto requerirá una relación de transmisión bastante alta para pasar de las velocidades relativamente bajas de una rueda de bicicleta a las velocidades altas requeridas para un volante eficaz, así como un mecanismo para engancharlo y desengancharlo suavemente y transferir entre la extracción e imputando energía, esto agrega peso y complejidad.

Además, un volante con una cantidad útil de energía tendrá un efecto giroscópico de cuerda, lo cual es un problema particular en una bicicleta a menos que tenga un sistema aún más complejo para mitigarlo.

Volantes de inercia igualmente de alta velocidad plantean desafíos materiales para los cojinetes y el volante en sí mismo que está tratando de separarse explosivamente y, obviamente, incluso un volante ligero de baja velocidad necesitará estar completamente cerrado por seguridad.

La respuesta corta es que con la tecnología actual, un sistema eléctrico con baterías siempre será más atractivo, la tecnología es madura y está bien desarrollada y por un costo razonable proporcionará una densidad de energía mucho mejor y es mucho más fácil de empacar en una bicicleta y permite un mayor grado de control. Por ejemplo, un sistema eléctrico controlado digitalmente puede tener muchos modos de funcionamiento diferentes sin piezas mecánicas adicionales.