Comprehensive Review on Modern Electric Vehicles: Analysis of Technology Types, Charging Systems, Battery Technologies, Charging Topologies, and Architectural Design of Charging Stations

Abstract

The transportation sector constitutes one of the most intensive domains of fossil fuel consumption. While the utilization of fossil-based fuels within this sector has long been regarded as indispensable, the finiteness of reserves, their detrimental environmental consequences, and the substantial economic burden they impose have rendered a transition toward alternative energy paradigms unavoidable. Against this backdrop, contemporary technological trajectories increasingly emphasize the development and deployment of electrically powered vehicles designed to maximize energy efficiency, thereby mitigating dependence on petroleum-based resources. This study is organized into seven sections and aspires to examine the phenomenon of electric vehicles whose strategic significance has been steadily rising in recent years from a comprehensive and integrative perspective. Within this framework, the research provides a systematic analysis of the historical evolution of electric vehicles, their structural and functional characteristics, diverse technological configurations, battery innovations, charging infrastructures, and standardization processes. Moreover, a thorough and methodologically rigorous literature synthesis is presented on power electronics converter topologies employed in the AC/DC rectification stages of architectural charging stations.

Fosil kaynaklı yakıtların en yoğun kullanım alanlarından biri ulaşım sektörüdür. Her ne kadar ulaşım sektöründe fosil kaynaklı yakıtların kullanımı vazgeçilmez addedilse de fosil kaynaklarının sınırlı sayıda rezervinin bulunması, çevreye zarar vermesi, fazla maliyet oluşturması gibi başlıca gerekçeleri barındırması hasebiyle fosil yakıt kaynaklı araçlar alternatif enerji kaynaklarına yönelimi zorunlu kılmıştır. Bu kapsamda, günümüz teknolojisi petrol kaynaklı tüketimi en aza indirgemek için elektrik enerjisiyle ve maksimum verimlilikle çalışan araçların üretimine eğilim hız kazanmaktadır. Bu makale çalışması, yedi bölümden oluşmaktadır. Çalışma günümüzde önemi giderek artan elektrikli araçlara bütüncül bir perspektifle ele alınmayı amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, elektrikli araçların tarihsel gelişim süreci, yapısal özellikleri, farklı teknoloji türleri, batarya teknolojileri, şarj sistemleri ve şarj standartları ayrıntılı biçimde incelenmiştir. Ayrıca, mimari şarj istasyonlarının AA/DA doğrultucu aşamalarında kullanılan güç elektroniği dönüştürücü topolojileri üzerine gerçekleştirilen literatür taraması, kapsamlı ve sistematik bir şekilde sunulmuştur.