ที่ชาร์จในรถยนต์ทำงานโดยแปลงไฟหลัก 220V AC เป็น 16V AC ผ่านสนามแม่เหล็กของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า จากนั้นจะแก้ไขเป็น 14V DC โดยวงจรเรียงกระแสเพื่อให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของแบตเตอรี่ 12V ในกระบวนการนี้ หม้อแปลงไฟฟ้าจะทำการแปลงแรงดันไฟฟ้า และวงจรเรียงกระแสจะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง นอกจากนี้ในระหว่างการชาร์จ พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีและเก็บไว้ในแบตเตอรี่ ในระหว่างการคายประจุ พลังงานเคมีจะถูกแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าและปล่อยออกมา ที่ชาร์จในรถยนต์ช่วยให้ระบบไฟฟ้าของรถจ่ายไฟได้อย่างเสถียรโดยใช้หลักการนี้
โดยเฉพาะหม้อแปลงมีบทบาทสำคัญในการแปลงแรงดันไฟฟ้า การใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อจ่ายไฟหลัก 220V AC ไปที่ขดลวดปฐมภูมิ กระแสสลับจะสร้างสนามแม่เหล็กสลับในแกนเหล็ก ขดลวดทุติยภูมิซึ่งอยู่ภายในสนามแม่เหล็กสลับนี้ จะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า จึงแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็น 16V AC กระบวนการนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอย่างชาญฉลาด โดยให้แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับขั้นตอนการแก้ไขในภายหลัง
วงจรเรียงกระแสเป็นส่วนประกอบสำคัญในการแปลง AC เป็น DC โดยจะประมวลผลไฟ AC 16V ผ่านโครงสร้างวงจรเฉพาะและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้มั่นใจว่าทิศทางกระแสไฟยังคงสม่ำเสมอและส่งออกแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง เนื่องจากการสูญเสียพลังงานและแรงดันไฟฟ้าลดลงระหว่างการแก้ไข แรงดันเอาต์พุต DC สุดท้ายจะคงที่ที่ 14V เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของแบตเตอรี่ 12V ในการทำงานจริงคือ 14V หรือที่เรียกว่า "แรงดันไฟฟ้าเสมือน" และแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุต 14V ตรงกับค่านี้อย่างสมบูรณ์แบบ ทำให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่ จะเกิดการแปลงพลังงาน พลังงานไฟฟ้าเข้าสู่แบตเตอรี่ ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนภายใน ยกตัวอย่างแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไป ตะกั่วโลหะที่ขั้วลบจะสูญเสียอิเล็กตรอนและถูกออกซิไดซ์เป็นตะกั่วซัลเฟต ตะกั่วไดออกไซด์ที่ขั้วบวกจะดูดซับอิเล็กตรอนและลดลงเป็นตะกั่วซัลเฟต กระบวนการนี้ขับเคลื่อนโดยแหล่งจ่ายไฟ DC จึงแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมีเพื่อกักเก็บ เมื่อรถยนต์ต้องการพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่จะคายประจุและพลังงานเคมีที่เก็บไว้จะถูกแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าและระบบไฟฟ้าต่างๆ ของรถยนต์
นอกจากนี้ที่ชาร์จในรถยนต์ยังมีฟังก์ชั่นและรูปแบบอื่นๆ ไม่เพียงชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์เท่านั้น แต่ยังแปลงแรงดันไฟฟ้า 12V จากช่องเสียบที่จุดบุหรี่ในรถยนต์เป็นแรงดันไฟฟ้า USB 5V ซึ่งอำนวยความสะดวกในการชาร์จโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ที่ชาร์จในรถยนต์สามารถแปลงไฟ DC 12V (รถยนต์) หรือ 24V (รถบรรทุก) เป็นไฟ DC 5-20V เพื่อตอบสนองความต้องการการชาร์จของอุปกรณ์เคลื่อนที่ในรถยนต์ ขณะเดียวกัน เมื่อเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าทำงาน อุปกรณ์ชาร์จจะต้องเจรจากับระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ของรถยนต์ เพื่อให้แน่ใจว่าการชาร์จแรงดันและกระแสไฟจะเหมาะสมตามระดับและสถานะของแบตเตอรี่ ปกป้องความปลอดภัยของแบตเตอรี่และปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จ ในขั้นการชาร์จครั้งแรก เมื่อประจุแบตเตอรี่เหลือน้อย กระแสไฟที่มากขึ้นจะถูกใช้สำหรับการชาร์จอย่างรวดเร็ว เมื่อระดับการชาร์จเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลงเพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟเกินและความเสียหายต่อแบตเตอรี่
โดยสรุป ด้วยหลักการทำงานที่ซับซ้อนและชาญฉลาด อุปกรณ์ชาร์จในรถยนต์สามารถแปลงจากไฟหลัก AC เป็นแรงดันไฟฟ้า DC ที่เหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ รวมถึงการแปลงพลังงานไฟฟ้าและพลังงานเคมีร่วมกัน ไม่เพียงแต่รับประกันการชาร์จและการใช้งานแบตเตอรี่รถยนต์ตามปกติ แต่ยังให้พลังงานที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ในยานพาหนะ- ทำให้แบตเตอรี่นี้เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้และสำคัญของระบบไฟฟ้าของยานยนต์