Bajo el título “Componentes de bicicleta, sistema de carga sin contacto y método de carga sin contacto”, Shimano ha presentado una patente en EE.UU (20230021733 A1) que describe un nuevo sistema de recarga inalámbrico para bicicletas eléctricas. La idea es que, utilizando los principios de inducción electromagnética o resonancia magnética, la batería principal de la bicicleta pueda recargar los componentes electrónicos que necesitan energía para funcionar.
La patente publicada el 26 de enero de 2023, describe la implementación del sistema de carga inalámbrica tanto en una bicicleta de carretera como en una bicicleta de montaña con suspensión total. También reconoce su uso potencial en cualquier bicicleta: de carga, de grava, urbana, de ocio, etc.
Para la bicicleta de carretera, se aplicaría al desviador del cambio delantero y una lámpara. Para la de montaña, la lista de componentes que se beneficiarían incluye, además de la lámpara, una tija telescópica electrónica y una suspensión ajustable electrónicamente (horquilla y amortiguador).
Lo que denomina ‘dispositivo de carga sin contacto’, es decir, la batería, alojada dentro del tubo inferior, cargaría de forma inalámbrica las baterías de los componentes electrónicos antes mencionados durante la conducción. Los únicos componentes que excluye la patente de Shimano son el desviador trasero y el motor. Sin embargo, el fabricante ya tiene una patente sobre un desviador trasero autorrecargable que, al ser autosuficiente, no necesitaría el sistema de carga sin contacto descrito en el documento.
Así funciona la tecnología
La patente indica que "la carga sin contacto transmite energía por inducción electromagnética usando una frecuencia en una banda de frecuencias entre los 100 kHz y los 200 kHz”. La carga por inducción requiere que el dispositivo de carga y el componente a cargar estén muy cerca uno del otro. Por lo tanto, si bien no habría una conexión directa por cable, sí se requiere uno para enrutar el flujo eléctrico desde la batería principal hasta la bobina de carga sin contacto ubicada cerca del módulo de ajuste del componente a alimentar.
La patente continúa describiendo: “Por otro lado, la bobina de carga sin contacto se puede configurar para usar resonancia magnética, de modo que los dispositivos de carga puedan estar a uno o dos metros de distancia de los componentes de la bicicleta. Cuando la bobina de carga sin contacto recibe energía eléctrica por resonancia magnética, el comunicador inalámbrico se utiliza para comunicar información hacia y desde los dispositivos de carga sin contacto”. Esta segunda tecnología de carga sería aplicable a bicicletas convencionales que no disponen de una batería grande pero en las que sí se implementan tijas y suspensiones electrónicas.
Ejemplos prácticos
Teniendo en cuenta este principio de funcionamiento, ¿cómo se aplicaría a algunos de los componentes mencionados?
Un ejemplo puede visualizarse en la Fig.6 incluida entre las imágenes que acompañan a la patente. Se trata de una horquilla de suspensión que cuenta con una unidad de batería recargable (102) acoplada a un actuador eléctrico o motor eléctrico (100a). Descrito esquemáticamente, el ensamblaje incluye un receptor de energía, una bobina de carga sin contacto, un controlador, un comunicador inalámbrico, un convertidor de CA/CC y una fuente de alimentación recargable.
La patente de Shimano muestra la aplicación para el caso de una tija de sillín telescópica que también se puede recargar sin contacto. En la Fig. 5 se detallan los componentes que alberga: una unidad de batería (86), un mecanismo de accionamiento eléctrico (84) y un motor (84a). En la Fig.6 se muestra el esquema aplicable a la lámpara de iluminación.
Las implicaciones prácticas de la nueva tecnología
Las bicicletas eléctricas de gama alta serían las grandes beneficiadas de esta tecnología. Sean del tipo que sean, sus componentes electrónicos siempre estarían alimentados de esta manera y el ciclista solo tendrá que recordar recargar una batería.
Esta tecnología agrega un extra de cables en comparación con las horquillas electrónicas o las tijas telescópicas actuales que, simplemente, albergan una batería recargable extraíble. Esto significa un mayor número de cables a enrutar por el interior de los tubos del cuadro con el consiguiente aumento del potencial de traqueteo por movimientos internos, además de una mayor dificultad mecánica para las labores de mantenimiento y reparación.
Pero esta realidad tiene otra cara. La batería de cada uno de estos componentes podría ser mucho más pequeña, dado que su carga sería repuesta constantemente por la inducción electromagnética, lo que se traduce en que cada componente sería mucho más ligero. El futuro que abre Shimano es el de una integración total de los componentes electrónicos lo que implica una menor intervención del ciclista. Además, dará lugar a bicicletas eléctricas más livianas y más inteligentes.
Por ahora, esta patente es simplemente una descripción de la propuesta de una innovación tecnológica. Como en todos los casos, no quiere decir que Shimano esté trabajando en ella en este momento. Ni siquiera se sabe si alguna vez llegará al mercado en el formato descrito o en cualquier otro formato. En cualquier caso, el concepto es algo interesante, práctico y ofrece numerosas aplicaciones, pero todos estos beneficios dependerían de una ejecución fiable de sistema que funcione en todos y cada uno de los escenarios que se plantean para una bicicleta eléctrica.
