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Breve guía para entender el coche eléctrico


El mundo del automóvil está evolucionando de forma muy rápida y los coches que se mueven con energías alternativas a la gasolina o al gasóleo cada vez están cogiendo más peso, es decir, los llamados coches eléctricos, híbridos o híbridos enchufables. Y por esto, un día decides buscar información sobre los nuevos modelos que vienen, los que ya hay a la venta, prototipos de las marcas… y te encuentras con frases como «…una autonomía bajo el ciclo de homologación WLTP de unos 320 km por carga…«, «…cuyos motores irán alimentados con el paquete de baterías de 60 kWh…«, «…se asocia a una batería de 40 kWh brutos…» o «…una red de carga rápida de 50 kW con las tomas de carga CHAdeMO y la estándar europea CCS Combo…«.

A la hora de leer este tipo de afirmaciones hay dos alternativas: puedes ser una persona que entiende estos términos y está totalmente al día en el mundo de las energías alternativas, o por el contrario estás poco familiarizado con alguna de estas expresiones y quieres entender de qué estamos hablando los que escribimos estos artículos, los cuales a veces nos perdemos con tanto tecnicismo. No te preocupes, a continuación vamos a hacer una guía explicando detalladamente los términos más utilizados en el nuevo mundo del automóvil para que ni tú ni nadie tenga dudas a la hora de informarse. Se va a dividir en cuatro partes para la explicación de los distintos conceptos: baterías, cargadores, características de los propios vehículos y tipos de vehículos alternativos.

Baterías

La parte fundamental a la hora de detallar las características de un coche eléctrico es su fuente de energía, en este caso, las baterías. La inmensa mayoría de ellas son de iones de litio, las más comunes y las que mejor resultado están dando en cuanto a fiabilidad, autonomía y durabilidad. Dependiendo de si la plataforma del vehículo está diseñada para ser un coche eléctrico o es una plataforma «reciclada» de un coche de motor de combustión, las baterías van ubicadas normalmente en el piso del vehículo siguiendo la estructura skateboard o monopatín o se reparten entre el piso y la zona inferior del maletero. La plataforma skateboard hace referencia al reparto de elementos similar al de un monopatín: una tabla plana con el peso en el centro (las baterías) y las ruedas ubicadas en los extremos.

Capacidad de una batería: Es la cantidad de energía que puede almacenar una batería. En el mundo del automóvil, esta capacidad de mide en kilovatios hora (kWh).

Capacidad bruta de las baterías: Es la capacidad total de las baterías según su forma de construcción y los materiales empleados. Se mide en kWh y es poco usual que los fabricantes den este dato.

Capacidad útil de las baterías: Es la capacidad de las baterías que puede aprovechar el vehículo para su utilización, es decir, la cantidad de energía eléctrica que el vehículo puede usar para desplazarse o para las distintas funciones que conlleva su funcionamiento. La capacidad neta es menor siempre que la capacidad bruta de als baterías, y cuanto más cercanos sean ambos valores, más eficiente será el conjunto de las baterías. Se mide también en kWh.

Refrigeración de las baterías: Al igual que un coche con motor de combustión, las baterías se calientan y necesitan evacuar este calor de alguna forma. Actualmente existen dos tipos de sistemas de refrigeración: activa y pasiva.

  • Pasiva: Las baterías se refrigeran por el aire en movimiento que pasa a través de ellas, por lo que la velocidad de este aire y, por tanto, la capacidad de refrigeración depende de la velocidad a la que vaya el vehículo.
  • Activa: El vehículo tiene un sistema específico para la refrigeración de las baterías. Actualmente existen dos tipos, la refrigeración forzada por aire, donde uno o varios ventiladores fuerzan el paso de aire entre las baterías independientemente de la velocidad del automóvil, y la refrigeración líquida, la cual funciona de una forma similar a la refrigeración de un coche convencional con motor térmico, es decir, un líquido pasa entre los paquetes de baterías, absorbe este calor sobrante y lo evacúa por medio de un radiador.

Cargadores

Tan importante como el montaje de un buen pack de baterías en un automóvil es la elección de un buen cargador que nos suministre la electricidad necesaria para volver a cargar las celdas de baterías. Los aspectos más importantes de un cargador (dejando el precio del kWh aparte) es la potencia que suministra y el tipo de toma de carga que lleva, la cual tiene que ser compatible con nuestro vehículo.

Potencia: La potencia es la cantidad de energía suministrada por unidad de tiempo. De una forma similar que la capacidad de las baterías, la potencia de un cargador de mide en kilovatios (kW). Dependiendo del tipo de cargador, la corriente suministrada puede ser de corriente alterna o de corriente continua, siendo estos últimos los más utilizados debido a su mayor potencia. Los cargadores de corriente alterna suelen tener potencias de 6’6, 11 y 22 kW, mientras que los cargadores de corriente continua estándar ofrecen potencias de 50, 100, 150 y 350 kW. Los vehículos eléctricos disponibles en el mercado admiten ambos tipos de corriente.

Un ejemplo de cómo funciona la potencia de un cargador: si tenemos un vehículo con un pack de baterías de 50 kWh de capacidad útil, el cual puede cargar como máximo a 50 kW, y lo conectamos a un cargador que cumple este nivel de potencia, este tardará una hora en llenar las baterías del coche. Si el mismo vehículo de 50 kWh de capacidad lo conectamos a un cargador de 22 kW de potencia, este cargará como máximo a 22 kW, tardando algo más de dos horas en llenar las baterías. Por otro lado, si este vehículo de 50 kWh de capacidad lo conectamos a un cargador de 350 kW de potencia, como el vehículo viene limitado a 50 kW de potencia de carga, el vehículo cargará hasta esos 50 kW límite que tiene, tardando el mismo tiempo que si lo conectáramos a uno de 50, 100 o 150 kW.

Tipos de conectores: Actualmente existen tres tipos de tomas de corriente dependiendo de si el cargador funciona a corriente alterna o corriente continua. Para los cargadores de corriente alterna, el conector estándar en Europa es el Tipo 2. Para los cargadores de corriente continua, la toma estandarizada en Europa es el CCS Combo, si bien para ciertos modelos de marcas asiáticas el conector utilizado es el CHAdeMO. De todas formas, todos los fabricantes están montando los conectores específicos según el territorio. A la hora de buscar un cargador para nuestro vehículo, deberemos tener en cuenta el tipo de conector que lleva.

Características del vehículo

En este apartado nos vamos a centrar en ciertos términos utilizados a la hora de referirnos a ciertas características del vehículo asociadas con aspectos relacionados con cuántos kilómetros puede recorrer con una sola carga como son el consumo, la autonomía y los distintos tipos de ciclos de homologación.

Consumo: Al igual que en un vehículo con motor de gasolina o diésel, es importante saber a la hora de comprar un coche eléctrico el consumo de energía eléctrica que tiene. Este consumo se suele medir en kWh utilizados cada 100 kilómetros, de forma similar que la medición en litros cada 100 kilómetros utilizada en los coches de combustión. Este resultado, junto a la capacidad de la batería, puede darnos una idea de la cantidad de kilómetros que podemos recorrer con una sola carga.

Por ejemplo: queremos planificar un viaje con nuestro coche eléctrico pero no sabemos si tendremos que parar por el camino para cargar sus baterías. Supongamos que disponemos del mismo vehículo con un pack de baterías de 50 kWh de capacidad, cuyo consumo a 120 km/h es de 17 kWh cada 100 kilómetros. Por esta regla de tres, este vehículo es capaz de recorrer, a velocidad constante, aproximadamente 294 kilómetros.

Autonomía: Este dato no se suele dar mucho en las pruebas de vehículos convencionales, pero debido al miedo a quedarnos tirados sin carga en medio de un viaje con un coche eléctrico, miedo fomentado por la escasez de cargadores disponibles a lo largo de nuestra geografía, ha hecho que este dato sea fundamental a la hora de hablar de las características de un vehículo eléctrico. La autonomía es la distancia o cantidad de kilómetros que el vehículo es capaz de recorrer con el nivel de carga disponible en las baterías. El dato que se ofrece por parte de los distintos ciclos de homologación o por parte de los fabricantes es la distancia que puede recorrer desde un nivel de carga del 100% hasta que se agota.

Ciclos de homologación: El consumo de un vehículo, ya sea convencional o eléctrico, depende de muchos factores: el modo de conducción, la temperatura exterior, el estado del pavimento… Para establecer unos parámetros estándar de autonomía, se han creado una serie de pruebas de homologación que dan autonomías similares pero no iguales dependiendo del ciclo que se utilice. Actualmente existen tres tipos de pruebas: ciclo NEDC, ciclo WLTP y ciclo EPA.

  • NEDC: New European Driving Cycle es un ciclo de homologación a nivel europeo que se enfoca a analizar el impacto de los vehículos en las ciudades, por lo que sus mediciones de consumo se centran fundamentalmente en el ámbito urbano. Es por esto que este ciclo ya no se utiliza (únicamente en China) debido a las grandes diferencias entre la autonomía conseguida en las pruebas y la real.
  • WLTP: New Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure es el ciclo de homologación que ha venido a sustituir al antiguo NEDC, un ciclo de homologación a nivel europeo cuyas pruebas otorgan más peso a la conducción por carretera abierta, por lo que los consumos obtenidos se asemejan mucho a los obtenidos en pruebas reales.
  • EPA: Este ciclo lo realiza la Environment Protection Agency o la Agencia de Protección del Medio Ambiente, un organismo federal de Estados Unidos que evalúa la autonomía en condiciones casi reales de los vehículos eléctricos. Este ciclo se suele tomar como referencia ya que es el más preciso a la hora de obtener autonomías cercanas a las reales.

Tipos de vehículos

No solo en el mundo de las energías alternativas existen los coches eléctricos, también constituyen otro modo de desplazarse aquellos que combinan un motor de combustión con uno eléctrico alimentado por baterías. Dependiendo del tipo de tecnología que utilicen y del modo de recargar sus baterías reciben diferentes nomenclaturas.

MHEV (mild-hybrid electric vehicle): También conocido como «vehículo de asistencia híbrida», estos automóviles utilizan un pequeño motor eléctrico alimentado por la batería estándar del vehículo (que en estos casos pasa de 12 a 48 voltios) y que únicamente sirve para dar asistencia al motor de combustión en momento de máxima potencia. Estos vehículos no pueden nunca funcionar en un modo totalmente eléctrico.

HEV (hybrid electric vehicle): Son los vehículos híbridos convencionales que llevan bastantes años en el mercado, como los modelos de Toyota. Estos automóviles combinan un motor de combustión con uno eléctrico alimentado por baterías, y pueden funcionar solo en modo totalmente eléctrico hasta cierta velocidad, normalmente establecida en los 50 km/h. La carga de las baterías se realiza por el movimiento del motor de combustión y las ruedas.

PHEV (plug-in hybrid electric vehicle): Estos son los llamados híbridos enchufables, o plug-in. Estos vehículos son muy similares a los HEV o híbridos convencionales, con la diferencia de que sus baterías se pueden cargar además mediante su conexión a una toma de carga externa. Esto les permite circular en modo totalmente eléctrico sin poner en marcha el motor de combustión siempre que se quiera y que no se haya agotado la carga de las baterías. Además, estos coches suelen tener baterías más capaces y motores más potentes, que les permiten circular a velocidades de autopista en modo totalmente eléctrico.

EREV (extended-range electric vehicle): En el caso de los vehículos eléctricos de rango extendido, este se desplaza siempre en modo eléctrico, ya que el motor de combustión que monta sirve únicamente para realizar la carga de las baterías. Aparte, estas baterías pueden ser cargadas mediante su conexión a un punto de carga.

BEV (battery-electric vehicle): Los BEV o simplemente EV son los vehículos eléctricos convencionales, es decir, aquellos que la alimentación de sus motores eléctricos se realiza mediante unas baterías recargables mediante su conexión a la red y no montan ningún otro propulsor para su desplazamiento o recarga.

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21 comentarios en «Breve guía para entender el coche eléctrico»

  1. Yo lo resumiría así:
    – Baterías: sustituto del depósito de combustible. Se mide en kWh y suele variar entre 20kWh y 100kWh. Los vehículos más económicos traen de 20-40kWh, suficiente para ciudad. Para viajar es recomendable 50kWh o más.
    – Carga diaria: Se recarga todos los días por la noche hasta 100%. Si vuelves a casa por la noche con el 70% de tu batería, lo dejas enchufado y al día siguiente estará lleno.
    Con meter un enchufe normal (llamado schuko) conectado a tu contador ( no robes a la comunidad ) ya cargarás a 2,4kW, con lo que en 8 horas recuperarás 20kWh ( 120km ) más que suficiente para volver a salir al día siguiente con la batería al 100% de carga. Si necesitas más, que te instalen un wallbox y sube la potencia.
    – Carga rápida en viajes: Es un lío de momento porque hay varios tipos de conectores, pero para la carga más rápido usarás o bien CCS-Combo (estandar Europa) o bien Chademo (estándar Japón). Tesla usa un «tipo-2» modificado pero en Europa se está pasando a ccs-combo para ser más compatible. Podrás encontrar dónde hay de estos conectores en electromaps. En España apenas hay, lo que dificulta viajar, pero en Portugal, Francia y todo centroeuropa está muy bien. Si realmente necesitas viajar, Tesla es quien de momento más se esfuerza en dar una buena red de carga rápida, pero en los próximos años veremos un rápido crecimiento de puntos de carga…. seguramente.

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    • Cargar las baterías al 100% no sólo no es recomendable sino que provoca grandes problemas de degradación en las baterías de los vehiculos eléctricos.

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      • Eso no lo tengo tal claro. Llevo cargando al 100% el Kia de mi mujer a diario hace ya año y medio y no he notado ninguna pérdida. Para eso están los margenes de seguridad de la batería. Igual con mi twizy años al 100% de carga y a los 6 años un 1% de degradación…

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        • El Kia de tu mujer es un inoiq 100% eléctrico?

          Los mismos de Tesla ya lo dicen, la degradación es importante al principio, más tarde se nota menos.

          Pero hablemos de kilómetros totales antes y después.

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  2. ja ja muy bueno lo de no robes a la comunidad!!!. Yo añadiría: » Si vives en un archipiélago y tienes garaje que haces que no tienes un ELECTRICO!!!, es tu mejor opción ( salvo que seas un representante obviamente).

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    • Con los precios que tienen y los pocos km que solemos hacer los que vivimos en la isla la mayoria de los coches son mas economicos que los electricos, cuantos taxis electricos has visto circular por la isla?. Es mas comentas que tienes un kia soul y un Smart Ev, estos dos coches te habran costado mas de 50.000€, mientras que con un smart de gasolin mas un renault clio o un seat ibiza seguramente no te habrias gastado mas de 30.000€ nose, lo km. que haces a diario pero para amortizar 20.000€ en gasolina son muchos, muchos km.

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      • Cierto, pero el smart es de segunda mano ( nuevo es un robo) y el Kia era el de muestra me costó 21800 con 6000 km , el de combustión igual de equipado tenía el mismo precio. Además mi mujer hace 24000 km al año y yo rozare los 30000 … Me ahorro mucho dinero en diésel al mes. Que sale rentable? Pues lo más seguro, pero no depender del diésel está muy bien. Ah sí solo he cargado el smart 3 veces en casa,Bel resto fuera en 40 minutos lo tengo cargado a tope.

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        • Si eso compara precios de 2a mano vs segunda mano, no?

          Pq claro a ver como rentabilizas un eléctrico de 1a mano contra el precio de un térmico de 2a…

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        • A la rentabilidad que se menciona el 90% de las veces, económica, habría que sumarle la rentabilidad ecológica y social. No repercute en uno mismo como la económica, pero otros muchos os lo agradecemos, Calafons y compañía. Eskerrik asko!

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  3. Aprecio mucho el esfuerzo de escribir un artículo de este tipo.
    Pero me parece que tienes unos cuantos conceptos un poco confundidos.
    Es cierto que la capacidad de una batería se mide en kWh, pero o es algo exclusivo del mundo de los coches EV como comentas, es como se mide la capacidad de todas las baterías en el mundo. También se puede utilizar los Ah, que te dice cuántos amperios durante cuantas horas es capaz de dar esa batería, a un voltaje específico. Por ejemplo BMW así promociona el i3, que hoy día lleva una batería de 120Ah….
    Y no, los kWh no tienen nada que ver con la densidad energética, que se mide en kWh/kg
    Capacidad bruta: es la capacidad máxima de la batería y no tiene absolutamente nada que ver con la forma de construcción ni con los materiales usados, es más, no tiene ni que ser de ion-litio.
    Y tampoco es cierto que los fabricantes no dan ese dato, es más, ese es uno de los motivos de las tantas «discusiones» en el foro sobre la autonomía de los coches.
    Hyundai da datos de bateria neta y VW de bruta, así que no es justo comparar el Ioniq de 28kWh (netos) contra el eGolf de 36kWh(brutos).
    Y que las cifras entre la capacidad bruta y la neta lo único que indica es el porcentaje de seguridad de ese pack, no tiene nada que ver con la eficiencia del mismo.
    Es incorrecto hablar del sistema de refrigeración de las baterías, es más correcto hablar de un «Sistema de gestión térmico», ya que hay modelos que enfrian y calientan las baterías según lo requieran.
    Así que podemos decir que está el Leaf con un sistema pasivo, y luego hay coches, como el Ioniq, que tiene un sistema de refrigeración activo por aire forzado y usando el AA, pero no puede calentar las baterias.
    Luego hay sistemas de aire forzado que funciona solo cuando el coche está cargando, y luego están los que tienen «sistemas de gestión térmica» por líquido, que, en general, también calientan las baterías.
    Cargadores, hay un punto que conviene aclarar, las baterías se cargan con corriente continúa, pero en los enchufes de casa y en la red, la corriente es alterna, de ahí el uso de los cargadores.
    Bien, los coches suelen traer el cargador de corriente alterna en el mismo coche, de ahí la limitación para cargar hasta ciertas potencias. Si el coche trae un cargador de 11 kW , por más que lo enchufes a una toma de 22kW, no pasarás de ahí.
    Por eso, hasta los 22kW de potencia son «puntos de carga», porque donde enchufamos nuestro coche, en realidad, no hay ningún «cargador» , solo hay sistemas de seguridad.
    A partir de 50kW de potencia, la cosa cambia. Es ese caso si hay un cargador físico en el sitio, de hay la gran diferencia de coste entre instalar un punto de carga de 22kW y uno de 50kW.
    En este caso, cómo la corriente ya es continúa, nuestro coche tiene solo los sistema de seguridad (fusibles y esas cosas) y la energía pasa directamente a la batería, sin pasar por el cargador de a bordo.
    Luego, aunque el cargador sea de 150kW, nunca cargará 150kw en una hora, debido a que la carga de las baterías hay otros factores que hacen que al inicio la carga sea más lenta, subiendo hasta el máximo que admita esa batería. Pero cuando llega a un porcentaje de carga, comienza a bajar la potencia, dándose el caso que para cargar el último 20% de la batería tarde lo mismo que el anterior 60%.

    No te lo tomes a mal, pero si la idea de este artículo es aclarar algunos conceptos, es importante que estén bien explicados.

    Saludos.

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    • Hola a todos.

      Excelente tu aclaración, Mark2011, así como las de los demás. Solo una duda respecto a la carga en corriente alterna: si el cargador que lleva el vehículo es, por ejemplo, de 11 kW, está claro que no podrá cargar a los 22 kW de un punto de carga de esa potencia, pero, ¿puede cargar a 43 kW de potencia en corriente alterna trifásica en los puntos de carga rápida? Ese aspecto no lo tengo del todo claro.

      Gracias de antemano y un saludo.

      David Vicente

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  4. Buenos días, una pregunta, para poner en casa un cargador de 22 kW ¿necesito tener contratada al menos una potencia de 22 kW? Yo tengo ahora contratada una potencia de 4,6 kW, que me sale por 233 euros al año. Aumentar a 22 serían 1.119 euros al año. ¿Es correcto?

    Gracias

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    • Una cosa es poner un cargador que sea capaz de dar de 22 KW y otra realmente querer cargar tu coche a 22 KW. Puedes configurar un cargador de 22 kilovatios para que te dé mucha menos potencia

      Si de verdad quieres cargar a 22 KW, entonces necesitarás una potencia contratada igual o superior a esos 22 KW.

      No obstante, no creo que necesites cargar a tanta potencia. A esa potencia, los Tesla con la batería más grande tardarían en cargarse menos de 5 hora, y no creo que tengas tanta prisa.

      Para un enchufe doméstico, cargar a más de 11 KW me innecesario, y un despilfarro de dinero en termino de potencia en España. Lo normal para tener una carga en el hogar sería cargar a una potencia de entre 3 y 7 kilovatios

      Dicho lo dicho, contratar cualquier potencia superior a 10 kilovatios implica cambiar el tipo de tarifa. Necesitarás una tarifa 3.0, qué implica que ya debe ser trifasica, y la normativa de precios ahí es diferente de las tarifas 2.0 que son las que se utilizan en la mayoría de los hogares ( las tarifas 3.0 se utilizan normalmente en negocios)

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    • A ver, el problema es otro.
      Si quieres cargar a 22kW, tienes que comprar un cargador en continúa de esa potencia, que te costará muy caro.
      Y si, tienes que tener contratada esa potencia.
      Si vas a cargar en alterna, que es la electricidad que tienes en tu casa, aunque contrates los 22kW, cómo el cargador vendrá con el coche, solo podrás cargar a la potencia máxima que traiga dicho cargador.
      Así que si el coche trae 7 u 11 kW, ese será tu tope.
      Además, 22kW es una burrada de potencia.
      Y como bien comenta AGOB, tendrías que contratar en trifásica.
      Ahora una duda ¿Porqué necesitas los 22kW?

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    • Deberías hacer los cálculos así:
      – ¿Cuál es la mayor distancia recorrida en un día laborable? Pongamos 150 km
      – En la mayoría de VE eso viene un consumo de entre 20 y 30 kWh. Tiremos por el camino del medio y digamos 25 kWh.
      – ¿Cuántas horas está tu coche sin uso por la noche? Digamos que 10 horas.
      – 25 kWh / 10 h = 2,5 kW necesitarías si el rendimiento en la carga fuera 100%.
      – Pongamos por seguridad un rendimiento de carga del 85%. En ese caso necesitarías 2,5/0,85 = 2,94 kW
      – En este ejemplo una potencia contratada de 3,3 kW sería suficiente para coche y nevera. Puedes poner algo más por garantizar que no te salte el automático (recuerda que ahora puedes contratar la potencia que quieras, no tiene por qué ser en escalones de 1,1 kW como antes)
      Así que, con tus hábitos de km y consumos eléctricos nocturnos… ¿estás seguro de que necesitas 22 kW?

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    • Mi duda va más bien por una comunidad de vecinos, con un garaje comunitario. Supongamos que hay 10 vecinos que tienen coche eléctrico, y todos ellos van a querer cargar por la noche. ¿Necesitaré que la comunidad tenga contratadas esos 22 kW? Entiendo que sí. ¿Cómo poner de acuerdo al resto de vecinos para aumentarles la cuota que pagan de comunidad por ese gasto?

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      • No,no es así, cada vecino tiene que tirar un cable desde su contador hasta su plaza de garaje.
        La comunidad no tiene nada que ver.

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  5. Jo, acabo de ver el precio del Lona con descuento ya aplicado. 44mil euros, su equivalente gasolina cuesta menos de la mitad. El model 3, su equivalente en gasolina cuesta lo mismo. Luego dicen que Tesla es cara. Es la única igual de precio o incluso más barata que su competencia termica

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  6. Gracias por hablar, de potencias.. ahora podrían hablar de voltaje y amperaje
    es más sencillo por si en algunos lugares no hay manera de cargar… y te inventas un modo, no me caería del todo mal un diagrama … Gracias

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