交流发电机是电池的主要充电源，但这种关系比简单地补充已耗尽的能量更为复杂。发动机运转时，交流发电机负责为所有电气系统供电，同时在发动机启动后将电池恢复到满电状态。这种双重功能需要复杂的调节，以防止充电不足和过度充电——这两种情况都会显著缩短电池寿命。
发动机启动后，充电过程立即开始。在启动过程中，电池可能会放电高达 2-5% 的电量。交流发电机最初会输出较高的电流以快速恢复电量，然后进入维护模式。现代充电系统会仔细监测电池状况并相应地调整充电参数。例如，深度放电的电池会接收较高的初始电流，并在接近充满电时逐渐减小；而接近充满电的电池则会接收刚好足以维持其状态的电流。
温度补偿是现代交流发电机运行的另一个关键方面。电池化学性质在不同温度下对充电的响应不同——冷电池需要更高的电压才能正常充电，而热电池则需要降低电压以防止损坏。先进的充电系统集成了温度传感器，以相应地调整输出电压，通常在高温条件下约为 13.8 伏，在极寒条件下约为 14.8 伏。
一个经常被误解的方面涉及交流发电机与附件负载的相互作用。交流发电机本身并不给电池充电——它维持系统电压在有剩余电量时允许电流流入电池的水平。当所有附件都工作时，交流发电机可能会将其大部分或全部输出用于运行车辆系统，而几乎没有电流流向电池。这就解释了为什么即使是健康的电池，在短途行驶中频繁用电也会逐渐耗尽电量。
交流发电机能否正常为电池充电取决于多种因素，包括皮带张力、线路状况以及电压调节器的健康状况。一个常见的误解是，电池读数达到 12.6 伏就一定良好，而实际上这仅表明电池表面有电荷。真正的电池健康状况评估需要测量负载下的电压，并观察发动机运行期间的充电系统性能。
