เครื่องชาร์จแบตเตอรี่หรือเรียก สั้น ๆ ว่า เครื่องชาร์จ^{[ 1 ] [ 2 ]}คืออุปกรณ์ที่เก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ไฟฟ้าโดยการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเข้าไป โปรโตคอลการชาร์จ—ปริมาณแรงดันและกระแสไฟฟ้า ระยะเวลา และสิ่งที่ต้องทำเมื่อการชาร์จเสร็จสมบูรณ์—ขึ้นอยู่กับขนาดและประเภทของแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จ แบตเตอรี่บางประเภทมีความทนทานต่อการชาร์จเกินสูงหลังจากที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว และสามารถชาร์จใหม่ได้โดยการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดัน คงที่ หรือแหล่งจ่ายกระแส คงที่ ขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จแบบง่ายประเภทนี้จะต้องถอดปลั๊กด้วยตนเองเมื่อสิ้นสุดรอบการชาร์จ แบตเตอรี่ประเภทอื่นใช้ตัวจับเวลาเพื่อตัดการทำงานเมื่อการชาร์จเสร็จสมบูรณ์ แบตเตอรี่ประเภทอื่นไม่สามารถทนต่อการชาร์จเกินได้ อาจเกิดความเสียหาย (ความจุลดลง อายุการใช้งานลดลง) ความร้อนสูงเกินไป หรือแม้กระทั่งระเบิดได้ เครื่องชาร์จอาจมีวงจรตรวจจับอุณหภูมิหรือแรงดันไฟฟ้าและตัวควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อปรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จอย่างปลอดภัย กำหนดสถานะการชาร์จและตัดการทำงานเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ เครื่องชาร์จอาจเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาออกตามสัดส่วนของกระแสเพื่อชดเชยความต้านทานในสายไฟ^{[ 3 ]}

เครื่องชาร์จแบบหยดจะให้กระแสไฟในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย เพียงพอที่จะชดเชยการคายประจุเองของแบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน แบตเตอรี่บางประเภทไม่สามารถทนต่อการชาร์จแบบหยดได้ การพยายามทำเช่นนั้นอาจทำให้เกิดความเสียหายได้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่สามารถทนต่อการชาร์จแบบหยดได้ตลอดไป^{[ 4 ]}เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบช้าอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการชาร์จจนเต็ม เครื่องชาร์จแบบอัตราสูงอาจฟื้นฟูความจุส่วนใหญ่ได้เร็วกว่ามาก แต่เครื่องชาร์จแบบอัตราสูงอาจเกินกว่าที่แบตเตอรี่บางประเภทจะทนได้ แบตเตอรี่ดังกล่าวจำเป็นต้องมีการตรวจสอบแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันการใช้งานที่ไม่เหมาะสม^{[ 5 ]}รถยนต์ไฟฟ้าควรใช้เครื่องชาร์จแบบอัตราสูง สำหรับการใช้งานในที่สาธารณะ การติดตั้งเครื่องชาร์จดังกล่าวและการสนับสนุนการกระจายสินค้าเป็นประเด็นสำคัญในการนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้ตามที่เสนอ

อัตราการชาร์จและการคายประจุมักจะระบุเป็นCหรือC-rateซึ่งเป็นการวัดอัตราการชาร์จหรือการคายประจุของแบตเตอรี่เมื่อเทียบกับความจุของแบตเตอรี่ C-rate ถูกกำหนดให้เป็นกระแสการชาร์จหรือการคายประจุหารด้วยความจุของแบตเตอรี่ในการเก็บประจุไฟฟ้า แม้ว่าจะไม่ค่อยมีการระบุไว้อย่างชัดเจน แต่หน่วยของ C-rate คือh ⁻¹ซึ่งเทียบเท่ากับการระบุความจุของแบตเตอรี่ในการเก็บประจุไฟฟ้าในหน่วยชั่วโมงคูณด้วยกระแสในหน่วยเดียวกับกระแสการชาร์จหรือการคายประจุ C-rate จะไม่เป็นค่าลบ ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นการอธิบายกระบวนการชาร์จหรือการคายประจุขึ้นอยู่กับบริบท^{[ 6 ]}

ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่ที่มีความจุ 500 mAh อัตราการคายประจุ 5000 mA (เช่น 5 A) จะสอดคล้องกับอัตรา C ที่ 10C ซึ่งหมายความว่ากระแสดังกล่าวสามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้ 10 ก้อนในหนึ่งชั่วโมง ในทำนองเดียวกัน สำหรับแบตเตอรี่ชนิดเดียวกัน กระแสชาร์จ 250 mA จะสอดคล้องกับอัตรา C ที่ C/2 ซึ่งหมายความว่ากระแสนี้จะเพิ่มสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่นี้ขึ้น 50% ในหนึ่งชั่วโมง^{[ 7 ]}

การปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านแบตเตอรี่จะทำให้เกิดความร้อนภายใน ซึ่งโดยประมาณจะแปรผันตรงกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (สถานะการชาร์จปัจจุบัน สภาพ/ประวัติการใช้งานของแบตเตอรี่ ฯลฯ ก็เป็นปัจจัยเช่นกัน) หากกระบวนการชาร์จเป็นแบบดูดความร้อน (ซึ่งเป็นกรณีของแบตเตอรี่ Ni–Cdในขณะที่การชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์เป็นแบบคายความร้อน) กระบวนการชาร์จจะทำให้แบตเตอรี่เย็นลงในตอนแรก แต่เมื่อถึงระดับการชาร์จเต็ม ผลการระบายความร้อนจะหยุดลงและเซลล์จะร้อนขึ้น การตรวจจับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10 °C (18 °F) เป็นวิธีหนึ่งในการพิจารณาหยุดการชาร์จ^{[ 8 ]}เซลล์แบตเตอรี่ที่สร้างขึ้นเพื่อให้รองรับอัตรา C ที่สูงกว่าปกติจะต้องเตรียมการรองรับความร้อนที่เพิ่มขึ้น

แต่ค่า C สูงเป็นที่น่าสนใจสำหรับผู้ใช้ปลายทาง เนื่องจากแบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถชาร์จได้เร็วขึ้น และให้กระแสไฟขาออกที่สูงขึ้นในการใช้งาน โดยทั่วไปแล้ว อัตรา C สูงต้องการให้เครื่องชาร์จตรวจสอบพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่อย่างระมัดระวัง เช่น แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วและอุณหภูมิ เพื่อป้องกันการชาร์จเกินและทำให้เซลล์เสียหาย^{[ 6 ]}อัตราการชาร์จสูงเช่นนี้เป็นไปได้เฉพาะกับแบตเตอรี่บางประเภทเท่านั้น แบตเตอรี่ประเภทอื่นอาจเสียหายหรืออาจร้อนเกินไปหรือเกิดไฟไหม้ แบตเตอรี่บางชนิดอาจระเบิดได้^{[ 9 ]}ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ตะกั่วกรด SLI (สตาร์ท, ไฟส่องสว่าง, จุดระเบิด) สำหรับรถยนต์มีความเสี่ยงที่จะระเบิดหลายประการ

เครื่องชาร์จแบบธรรมดาทำงานโดยการจ่ายไฟกระแสตรง คงที่ หรือกระแสตรงแบบพัลส์ ให้กับแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จ โดยทั่วไปแล้วเครื่องชาร์จแบบธรรมดาจะไม่ปรับเปลี่ยนกำลังไฟที่จ่ายออกมาตามเวลาการชาร์จหรือระดับประจุของแบตเตอรี่ ความเรียบง่ายนี้ทำให้เครื่องชาร์จแบบธรรมดามีราคาไม่แพง แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง โดยทั่วไปแล้วเครื่องชาร์จแบบธรรมดาที่ออกแบบมาอย่างดีจะใช้เวลานานกว่าในการชาร์จแบตเตอรี่ เพราะถูกตั้งค่าให้ใช้กระแสไฟชาร์จที่ต่ำกว่า (เช่น ปลอดภัยกว่า) ถึงกระนั้น แบตเตอรี่จำนวนมากที่ถูกทิ้งไว้กับเครื่องชาร์จแบบธรรมดาเป็นเวลานานเกินไปก็จะเสื่อมสภาพหรือเสียหายเนื่องจากการชาร์จไฟเกิน เครื่องชาร์จเหล่านี้ยังแตกต่างกันตรงที่สามารถจ่ายไฟได้ทั้งแรงดันคงที่หรือกระแสคงที่ให้กับแบตเตอรี่

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบใช้ไฟ AC ทั่วไปมักจะมีกระแสและแรงดันไฟกระเพื่อม สูง กว่าเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ชนิดอื่น ๆ มาก เนื่องจากได้รับการออกแบบและผลิตอย่างประหยัด โดยทั่วไปแล้ว เมื่อกระแสไฟกระเพื่อมอยู่ในระดับที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่แนะนำ แรงดันไฟกระเพื่อมก็จะอยู่ในระดับที่แนะนำเช่นกัน กระแสไฟกระเพื่อมสูงสุดสำหรับแบตเตอรี่ VRLA  12 V 100  Ah ทั่วไป คือ 5 แอมแปร์ ตราบใดที่กระแสไฟกระเพื่อมไม่มากเกินไป (มากกว่า 3 ถึง 4 เท่าของระดับที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่แนะนำ) อายุการใช้งานที่คาดหวังของแบตเตอรี่ VRLA ที่ชาร์จด้วยกระแสไฟกระเพื่อมจะอยู่ในช่วง 3% ของอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ที่ชาร์จด้วยไฟ DC อย่างต่อเนื่อง^{[ 10 ]}

เครื่องชาร์จเร็วใช้วงจรควบคุมเพื่อชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วโดยไม่ทำให้เซลล์ในแบตเตอรี่เสียหาย วงจรควบคุมอาจติดตั้งอยู่ภายในแบตเตอรี่ (โดยทั่วไปสำหรับแต่ละเซลล์) หรือในหน่วยชาร์จภายนอก หรือแบ่งใช้ระหว่างทั้งสองอย่าง เครื่องชาร์จส่วนใหญ่จะมีพัดลมระบายความร้อนเพื่อช่วยรักษาอุณหภูมิของเซลล์ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย เครื่องชาร์จเร็วส่วนใหญ่ยังสามารถใช้งานเป็นเครื่องชาร์จแบบปกติข้ามคืนได้ หากใช้กับแบตเตอรี่ Ni–MH มาตรฐานที่ไม่มีวงจรควบคุมพิเศษ

เพื่อเร่งเวลาในการชาร์จและให้การชาร์จอย่างต่อเนื่อง เครื่องชาร์จอัจฉริยะจะพยายามตรวจจับสถานะการชาร์จและสภาพของแบตเตอรี่ และใช้แผนการชาร์จแบบสามขั้นตอน คำอธิบายต่อไปนี้สมมติว่าเป็นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึกสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่อุณหภูมิ 25 °C (77 °F) ขั้นตอนแรกเรียกว่า "การดูดซับแบบเต็มกำลัง" กระแสไฟชาร์จจะสูงและคงที่ และถูกจำกัดโดยความจุของเครื่องชาร์จ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ถึงแรงดันไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการคายก๊าซ (2.22 โวลต์ต่อเซลล์) เครื่องชาร์จจะเปลี่ยนไปสู่ขั้นตอนที่สอง และแรงดันไฟฟ้าจะคงที่ (2.40 โวลต์ต่อเซลล์) กระแสไฟที่จ่ายจะลดลงที่แรงดันไฟฟ้าที่คงที่ และเมื่อกระแสไฟลดลงต่ำกว่า 0.005C เครื่องชาร์จจะเข้าสู่ขั้นตอนที่สาม และเอาต์พุตของเครื่องชาร์จจะคงที่ที่ 2.25 โวลต์ต่อเซลล์ ในขั้นตอนที่สาม กระแสไฟชาร์จมีขนาดเล็กมาก 0.005C และที่แรงดันไฟฟ้านี้ แบตเตอรี่สามารถคงสถานะการชาร์จเต็มและชดเชยการคายประจุเองได้

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบเหนี่ยวนำใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่ สถานีชาร์จจะส่งพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้า ซึ่งจะเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ วิธีการนี้ทำได้โดยไม่ต้องใช้หน้าสัมผัสโลหะระหว่างเครื่องชาร์จและแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบเหนี่ยวนำมักใช้ในแปรงสีฟันไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆ ที่ใช้ในห้องน้ำ เนื่องจากไม่มีหน้าสัมผัสไฟฟ้าเปิด จึงไม่มีความเสี่ยงต่อการถูกไฟฟ้าดูด ปัจจุบันมีการนำไปใช้ชาร์จโทรศัพท์ไร้สายด้วย

เครื่องชาร์จอัจฉริยะสามารถตอบสนองต่อสภาพของแบตเตอรี่และปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์การชาร์จได้ตามนั้น ในขณะที่เครื่องชาร์จแบบ "ธรรมดา" จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าคงที่ ซึ่งอาจผ่านความต้านทานคงที่ ไม่ควรสับสนกับแบตเตอรี่อัจฉริยะที่มีชิปคอมพิวเตอร์และสื่อสารแบบดิจิทัลกับเครื่องชาร์จอัจฉริยะเกี่ยวกับสภาพของแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อัจฉริยะต้องใช้เครื่องชาร์จอัจฉริยะ เครื่องชาร์จอัจฉริยะบางรุ่นสามารถชาร์จแบตเตอรี่แบบ "ธรรมดา" ได้เช่นกัน ซึ่งไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในใดๆ

กระแสไฟขาออกของเครื่องชาร์จอัจฉริยะขึ้นอยู่กับสถานะของแบตเตอรี่ เครื่องชาร์จอัจฉริยะอาจตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ หรือเวลาในการชาร์จของแบตเตอรี่เพื่อกำหนดกระแสไฟชาร์จที่เหมาะสมที่สุดหรือหยุดการชาร์จ สำหรับแบตเตอรี่Ni–Cdและ Ni–MH แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ในระหว่างกระบวนการชาร์จ จนกว่าแบตเตอรี่จะชาร์จเต็ม หลังจากนั้น แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งบอกให้เครื่องชาร์จอัจฉริยะทราบว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว เครื่องชาร์จดังกล่าว มักจะมีป้ายกำกับว่า ΔV, "delta-V" หรือบางครั้ง "delta peak" charger ซึ่งบ่งชี้ว่าเครื่องชาร์จเหล่านี้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า

สิ่งนี้อาจทำให้แม้แต่เครื่องชาร์จอัจฉริยะก็ตรวจไม่พบแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว และยังคงชาร์จต่อไป ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการชาร์จเกิน เครื่องชาร์จอัจฉริยะหลายเครื่องใช้ระบบตัดไฟหลายแบบเพื่อป้องกันการชาร์จเกิน เครื่องชาร์จอัจฉริยะทั่วไปจะชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วจนถึงประมาณ 85% ของความจุสูงสุดในเวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นการชาร์จแบบหยด ซึ่งใช้เวลาหลายชั่วโมงในการชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มความจุ^{[ 11 ]}

บริษัทหลายแห่งเริ่มผลิตอุปกรณ์ที่ชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้พลังงานจากการเคลื่อนไหวของมนุษย์ เช่น การเดิน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่ผลิตโดย Tremont Electric ประกอบด้วยแม่เหล็กที่ยึดอยู่ระหว่างสปริงสองตัว ซึ่งสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้เมื่ออุปกรณ์เคลื่อนที่ขึ้นลง ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังไม่ประสบความสำเร็จทางการค้าอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 12 ]}

เครื่องชาร์จโทรศัพท์มือถือแบบใช้เท้าเหยียบที่ติดตั้งในโต๊ะได้รับการสร้างขึ้นเพื่อติดตั้งในพื้นที่สาธารณะ เช่น สนามบิน สถานีรถไฟ และมหาวิทยาลัย มีการติดตั้งในหลายประเทศในหลายทวีป^{[ 13 ]}

เครื่องชาร์จบางรุ่นใช้เทคโนโลยีพัลส์โดยส่งพัลส์ไฟฟ้าชุดหนึ่งไปยังแบตเตอรี่พัลส์ DC มีเวลาเพิ่มขึ้นความกว้างของพัลส์ อัตราการทำซ้ำของพัลส์ ( ความถี่ ) และแอมพลิ จูดที่ควบคุมอย่างเข้มงวด เทคโนโลยีนี้ใช้ได้กับแบตเตอรี่ทุกขนาดและทุกประเภท รวมถึงแบตเตอรี่รถยนต์และแบตเตอรี่แบบควบคุมด้วยวาล์ว^{[ 14 ]}ด้วยการชาร์จแบบพัลส์ จะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าสูงในทันทีโดยไม่ทำให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป ในแบตเตอรี่ตะกั่วกรดวิธีนี้จะทำให้ผลึกตะกั่วซัลเฟตแตกตัว จึงช่วยยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก^{[ 15 ]}

เครื่องชาร์จแบบพัลส์หลายชนิดได้รับการจดสิทธิบัตร^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}ในขณะที่บางชนิดเป็นฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์สเครื่องชาร์จบางชนิดใช้พัลส์เพื่อตรวจสอบสถานะแบตเตอรี่ปัจจุบันเมื่อเชื่อมต่อเครื่องชาร์จครั้งแรก จากนั้นใช้การชาร์จกระแสคงที่ระหว่างการชาร์จเร็ว จากนั้นใช้โหมดพัลส์เพื่อชาร์จแบบหยด^{[ 19 ]}เครื่องชาร์จบางชนิดใช้ "การชาร์จแบบพัลส์ลบ" หรือที่เรียกว่า "การชาร์จแบบรีเฟล็กซ์" หรือ "การชาร์จแบบเบิร์ป" เครื่องชาร์จเหล่านี้ใช้พัลส์กระแสบวกและลบสั้นๆ ไม่มีหลักฐานสำคัญที่แสดงว่าการชาร์จแบบพัลส์ลบมีประสิทธิภาพมากกว่าการชาร์จแบบพัลส์ธรรมดา

เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แปลงพลังงานแสงเป็น กระแสไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันต่ำโดยทั่วไปแล้วจะเป็นแบบพกพาแต่ก็สามารถติดตั้งแบบถาวรได้เช่นกัน เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งถาวรเรียกอีกอย่างว่าแผงโซลาร์เซลล์มักจะเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าผ่านวงจรควบคุมและวงจรเชื่อมต่อ ในขณะที่เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาจะใช้ในพื้นที่ที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้า (เช่นรถยนต์เรือหรือรถบ้าน )

แม้ว่าเครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพาจะได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ก็สามารถชาร์จได้ในที่แสงน้อย เช่น ในช่วงพระอาทิตย์ตกดิน เครื่องชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์แบบพกพามักใช้สำหรับการชาร์จแบบค่อยๆ ชาร์จ (trickle charging ) แม้ว่าบางรุ่นจะสามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มได้ก็ตาม

เอาต์พุตของ เครื่องชาร์จ แบบตั้งเวลาจะหยุดทำงานหลังจากช่วงเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เครื่องชาร์จแบบตั้งเวลาเป็นประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับ เซลล์ Ni–Cd ความจุสูง ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 เพื่อชาร์จเซลล์ Ni–Cd ความจุต่ำสำหรับผู้บริโภค บ่อยครั้งที่สามารถซื้อเครื่องชาร์จแบบตั้งเวลาและชุดแบตเตอรี่เป็นชุดเดียวกันได้ และตั้งเวลาชาร์จสำหรับแบตเตอรี่เหล่านั้นโดยเฉพาะ หากชาร์จแบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำกว่า แบตเตอรี่เหล่านั้นจะถูกชาร์จเกิน และหากชาร์จแบตเตอรี่ที่มีความจุสูงกว่าโดยใช้เครื่องชาร์จแบบตั้งเวลา แบตเตอรี่เหล่านั้นจะไม่ถึงความจุเต็มที่ เครื่องชาร์จแบบตั้งเวลายังมีข้อเสียคือ การชาร์จแบตเตอรี่ที่ยังไม่คายประจุจนหมดจะทำให้เกิดการชาร์จเกิน^{[ 20 ]}

เครื่องชาร์จแบบหยด (Trickle Charger) โดยทั่วไปจะมีกระแสไฟต่ำ (โดยปกติอยู่ระหว่าง 5–1,500 มิลลิแอมป์) โดยทั่วไปจะใช้สำหรับชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็ก (2–30 แอมป์ชั่วโมง) นอกจากนี้ยังใช้ในการรักษาสภาพแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ (> 30 แอมป์ชั่วโมง) ในรถยนต์และเรือ ในการใช้งานขนาดใหญ่ กระแสไฟของเครื่องชาร์จแบตเตอรี่จะเพียงพอสำหรับการจ่ายกระแสไฟแบบหยดเท่านั้น ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของเครื่องชาร์จแบบหยด อาจสามารถเสียบไว้กับแบตเตอรี่ได้ตลอดไป แบตเตอรี่บางประเภทไม่เหมาะสำหรับการชาร์จแบบหยด ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ไม่สามารถชาร์จแบบหยดได้อย่างปลอดภัยและอาจทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิดได้

ชาร์จ DC (แบตเตอรี่) จากแหล่ง DC โดยไม่ต้องแปลงเป็น AC เครื่องชาร์จ DC-DC สมัยใหม่มักจะมีตัวแยกและตัวแปลง DC-DCบางรุ่นอาจมีBMS (รวมถึงการปรับสมดุล ) เป็นแบบสองทิศทาง (สตาร์ทแบตเตอรี่รถยนต์หลักจากแบตเตอรี่สำรอง) และควบคุมแบบไร้สาย (บลูทูธ, WiFi, NFC, 5G) ^{[ 21 ]}

เครื่องชาร์จที่มีความซับซ้อนที่สุดจะใช้ในงานที่สำคัญ (เช่น แบตเตอรี่สำหรับกองทัพหรือการบิน) ระบบ "การชาร์จอัจฉริยะ" อัตโนมัติสำหรับงานหนักเหล่านี้สามารถตั้งโปรแกรมด้วยรอบการชาร์จที่ซับซ้อนตามที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่กำหนดได้ เครื่องที่ดีที่สุดจะเป็นแบบอเนกประสงค์ (เช่น สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ทุกประเภท) และมีฟังก์ชันการทดสอบและวิเคราะห์ความจุอัตโนมัติด้วย

เนื่องจาก มาตรฐาน Universal Serial Bus (USB)กำหนดให้ใช้ไฟ 5 โวลต์ จึงสามารถใช้สาย USBเชื่อมต่ออุปกรณ์กับแหล่งจ่ายไฟได้ ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แนวทางนี้ ได้แก่ ที่ชาร์จโทรศัพท์มือถือเครื่องเล่นเสียงดิจิทัลพกพาและแท็บเล็ตคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ เหล่านี้อาจเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง USB ที่ได้มาตรฐาน หรือเป็นเพียงที่ชาร์จแบบธรรมดาที่ไม่สามารถควบคุมได้ เครื่องชาร์จ USB อีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่า "แบตเตอรี่ USB (แบบชาร์จได้)" นั้นถูกติดตั้งไว้ในเคสของแบตเตอรี่มาตรฐาน (AA, C, D ขนาด 1.5 V และ 9 V) พร้อมกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบชาร์จได้ ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า และขั้วต่อ USB

เนื่องจากเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ จึงอาจไม่มีระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้าหรือตัวกรองแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง เพราะการผลิตแบบนั้นจะประหยัดกว่า เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ที่มีทั้งระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัวกรองบางครั้งเรียกว่าเครื่องกำจัดแบตเตอรี่ (battery eliminator )

เครื่องชาร์จที่ใช้กับยานยนต์มีสองประเภทหลัก ได้แก่:

• เพื่อชาร์จ แบตเตอรี่สตาร์ทของรถยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงโดยใช้เครื่องชาร์จแบบโมดูลาร์ ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นเครื่องชาร์จแบบ 3 ขั้นตอน
• หากต้องการชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) โปรดดูที่สถานีชาร์จ

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์มีหลายขนาดกำลังไฟ เครื่องชาร์จที่มีกำลังไฟไม่เกินสองแอมป์อาจใช้สำหรับรักษาประจุแบตเตอรี่รถยนต์ที่จอดอยู่ หรือสำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็กในรถแทรกเตอร์ทำสวนหรืออุปกรณ์ที่คล้ายกัน ผู้ขับขี่อาจเก็บเครื่องชาร์จที่มีกำลังไฟตั้งแต่ไม่กี่แอมป์ไปจนถึงสิบหรือสิบห้าแอมป์ไว้สำหรับการบำรุงรักษาแบตเตอรี่รถยนต์หรือเพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ที่หมดไฟโดยไม่ได้ตั้งใจ สถานีบริการและอู่ซ่อมรถเชิงพาณิชย์จะมีเครื่องชาร์จขนาดใหญ่ที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มได้ภายในหนึ่งหรือสองชั่วโมง บ่อยครั้งที่เครื่องชาร์จเหล่านี้สามารถจ่ายกระแสไฟหลายร้อยแอมป์ที่จำเป็นในการสตาร์ทเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ

เครื่องชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (ECS) มีหลากหลายยี่ห้อและคุณลักษณะ เครื่องชาร์จเหล่านี้มีกำลังการชาร์จสูงสุดตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ถึง 22 กิโลวัตต์ บางรุ่นใช้เส้นโค้งการชาร์จแบบอัลกอริทึม บางรุ่นใช้แรงดันคงที่ กระแสคงที่ บางรุ่นสามารถตั้งโปรแกรมได้โดยผู้ใช้ผ่าน พอร์ต CANบางรุ่นมีปุ่มหมุนสำหรับแรงดันและกระแสสูงสุด บางรุ่นตั้งค่าไว้ล่วงหน้าตามแรงดัน แอมแปร์-ชั่วโมง และชนิดของแบตเตอรี่ ราคาอยู่ระหว่าง 400 ถึง 4,500 ดอลลาร์สหรัฐ แบตเตอรี่ขนาด 10 แอมแปร์-ชั่วโมงอาจใช้เวลา 15 ชั่วโมงในการชาร์จจนเต็มจากสภาพที่หมดเกลี้ยงด้วยเครื่องชาร์จ 1 แอมแปร์ เนื่องจากต้องใช้พลังงานประมาณ 1.5 เท่าของความจุแบตเตอรี่สถานีชาร์จ รถยนต์ไฟฟ้าสาธารณะ มักให้กำลังไฟ 6 กิโลวัตต์ (กำลังไฟจากแหล่งจ่ายไฟหลัก 208 ถึง 240 โวลต์ AC จากวงจร 40 แอมแปร์) การชาร์จ 6 กิโลวัตต์จะชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าได้เร็วกว่าการชาร์จ 1 กิโลวัตต์ข้ามคืนประมาณหกเท่า การชาร์จเร็วส่งผลให้เวลาในการชาร์จเร็วขึ้นไปอีก และมีข้อจำกัดเพียงแค่กำลังไฟ AC ที่มีอยู่ ประเภทแบตเตอรี่ และประเภทของระบบการชาร์จเท่านั้น^{[ 22 ]}

เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบติดตั้งในรถ (แปลงไฟ AC เป็นไฟ DC เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า) อาจเป็น:

• เครื่องชาร์จ แบบแยกส่วน: เครื่องชาร์จเหล่านี้ไม่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักและแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จ โดยทั่วไปจะใช้การเชื่อมต่อแบบเหนี่ยวนำระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าและรถยนต์ที่กำลังชาร์จ เครื่องชาร์จแบบแยกส่วนบางรุ่นอาจใช้แบบขนานได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มกระแสไฟชาร์จและลดเวลาในการชาร์จ แบตเตอรี่มีพิกัดกระแสสูงสุดที่ไม่สามารถเกินได้
• แบบไม่แยกวงจร: เครื่องชาร์จแบตเตอรี่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยตรงกับสายไฟของเต้ารับไฟฟ้ากระแสสลับ เครื่องชาร์จแบบไม่แยกวงจรไม่สามารถใช้งานแบบขนานได้

เครื่องชาร์จที่ มีระบบแก้ไขค่าตัวประกอบกำลัง (PFC) สามารถจ่ายกระแสไฟได้ใกล้เคียงกับกระแสไฟสูงสุดที่ปลั๊กสามารถจ่ายได้ ทำให้เวลาในการชาร์จสั้นลง

โครงการ Project Better Placeดำเนินการติดตั้งเครือข่ายสถานีชาร์จและให้เงินอุดหนุนค่าใช้จ่ายแบตเตอรี่รถยนต์ผ่านการเช่าซื้อและเครดิต จนกระทั่งยื่นขอล้มละลายในเดือนพฤษภาคม 2556

นักวิจัยที่สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งเกาหลี (KAIST) ได้พัฒนาระบบขนส่งไฟฟ้าที่เรียกว่าOnline Electric Vehicle (OLEV) โดยยานพาหนะจะได้รับพลังงานจากสายเคเบิลใต้พื้นผิวถนนผ่านการชาร์จแบบเหนี่ยวนำ โดยแหล่งพลังงานจะถูกวางไว้ใต้พื้นผิวถนนและพลังงานจะถูกรับแบบไร้สายที่ตัวยานพาหนะเอง^{[ 23 ]}

ที่ชาร์จ โทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ไม่ใช่ที่ชาร์จจริงๆ แต่เป็นเพียงอะแดปเตอร์แปลงไฟที่ให้แหล่งจ่ายไฟสำหรับวงจรการชาร์จซึ่งมักจะอยู่ภายในโทรศัพท์มือถืออยู่แล้ว บางรุ่นระดับสูงจะมีพอร์ตหลายพอร์ตพร้อมจอแสดงผลที่แสดงกระแสไฟขาออก [ ^{24 ] บาง}รุ่นรองรับโปรโตคอลการสื่อสารสำหรับพารามิเตอร์การชาร์จ เช่นQualcomm Quick ChargeหรือMediaTek Pump Expressที่ชาร์จสำหรับเต้ารับไฟเสริม 12 V ในรถยนต์อาจรองรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าได้ถึง 24 หรือ 32 V DC เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ และบางครั้งก็มีจอแสดงผลเพื่อตรวจสอบกระแสไฟหรือแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าในรถยนต์^{[ 25 ]}

จีนสหภาพยุโรปและประเทศอื่นๆ กำลังจัดทำมาตรฐานระดับชาติสำหรับที่ชาร์จโทรศัพท์มือถือโดยใช้มาตรฐานUSB ^{[ 26 ]}ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2552 ผู้ผลิตโทรศัพท์มือถือรายใหญ่ที่สุด 10 รายของโลกได้ลงนามในบันทึกความเข้าใจเพื่อพัฒนารายละเอียดเฉพาะและสนับสนุนแหล่งจ่ายไฟภายนอกทั่วไป (EPS) ที่ติดตั้งmicroUSBสำหรับโทรศัพท์มือถือที่รองรับการรับส่งข้อมูลทั้งหมดที่จำหน่ายในสหภาพยุโรป^{[ 27 ]}เมื่อวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2552 สหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศได้ประกาศว่า microUSB จะเป็นมาตรฐานสำหรับที่ชาร์จสากลสำหรับโทรศัพท์มือถือ^{[ 28 ]}ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2565 คำสั่งที่ชาร์จทั่วไปของสหภาพยุโรปได้รับการอนุมัติโดยมีกฎใหม่ที่ใช้กับโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง ซึ่งมีผลบังคับใช้ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2567 ^{[ 29 ]}

ระบบ โทรคมนาคม ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์อาจมีแบตเตอรี่สำรองขนาดใหญ่มาก (ติดตั้งในห้องแบตเตอรี่ ) เพื่อรักษาระดับการทำงานของอุปกรณ์สำคัญเป็นเวลาหลายชั่วโมงในระหว่างที่ไฟฟ้าหลักขัดข้อง เครื่องชาร์จเหล่านี้ติดตั้งถาวรและมีระบบชดเชยอุณหภูมิ สัญญาณเตือนสำหรับการตรวจสอบความผิดพลาดของระบบต่างๆ และมักจะมีแหล่งจ่ายไฟสำรองอิสระและระบบเรียงกระแสสำรองด้วย

เครื่องชาร์จสำหรับโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่แบบอยู่กับที่อาจมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการกรองที่เหมาะสม และมีกำลังกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะอนุญาตให้ถอดแบตเตอรี่ออกเพื่อการบำรุงรักษา ในขณะที่เครื่องชาร์จจ่ายกระแสตรง (DC) ให้กับระบบ กำลังการชาร์จของเครื่องชาร์จจะถูกกำหนดไว้เพื่อรักษาระดับโหลดของระบบและชาร์จแบตเตอรี่ที่หมดเกลี้ยงให้เต็มภายในเวลาประมาณ 8 ชั่วโมง หรือช่วงเวลาอื่นๆ

เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมจะช่วยให้แบตเตอรี่ใช้งานได้เต็มอายุการใช้งาน กระแสไฟชาร์จที่มากเกินไป การชาร์จเกินเป็นเวลานาน หรือการกลับขั้วเซลล์ในชุดแบตเตอรี่หลายเซลล์ จะทำให้เซลล์เสียหายและลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลง

โทรศัพท์มือถือสมัยใหม่ส่วนใหญ่คอมพิวเตอร์แล็ปท็อปและ แท็บเล็ต และรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน [ ^{30 ] แบตเตอรี่}เหล่านี้จะมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดหากชาร์จแบตเตอรี่บ่อยๆ การคายประจุจนหมดจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงค่อนข้างเร็ว แต่แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ดังกล่าวใช้ในอุปกรณ์ที่สามารถตรวจจับการคายประจุจนหมดและหยุดการใช้งานอุปกรณ์ได้^{[ 6 ]}เมื่อเก็บรักษาหลังจากชาร์จแล้ว เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมจะเสื่อมสภาพมากขึ้นเมื่อชาร์จเต็มมากกว่าเมื่อชาร์จเพียง 40–50% เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ทุกประเภท การเสื่อมสภาพจะเกิดขึ้นเร็วขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น

การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกิดจากความต้านทานภายในแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งมักเกิดจากการออกซิเดชัน ของเซลล์ ทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ส่งผลให้กระแสสุทธิที่สามารถดึงออกมาจากแบตเตอรี่ลดลง^{[ 6 ]}อย่างไรก็ตาม หากเซลล์ Li-ion ถูกคายประจุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เป็นอันตรายหากชาร์จใหม่ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแบตเตอรี่ดังกล่าวในสินค้าอุปโภคบริโภคจำนวนมากจึงมี "ฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์" ที่จะปิดการใช้งานอย่างถาวรหากแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่าระดับที่กำหนด วงจรฟิวส์อิเล็กทรอนิกส์จะดึงกระแสไฟฟ้าจำนวนเล็กน้อยจากแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่าหากแบตเตอรี่แล็ปท็อปถูกทิ้งไว้เป็นเวลานานโดยไม่ชาร์จ และมีสถานะการชาร์จ เริ่มต้นต่ำมาก แบตเตอรี่อาจเสียหายอย่างถาวร

ยานพาหนะต่างๆ เช่น เรือ รถบ้าน รถเอทีวี รถจักรยานยนต์ รถยนต์ รถบรรทุก ฯลฯ ใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบตเตอรี่เหล่านี้ใช้อิเล็กโทรไลต์เป็นกรดซัลฟิวริก และโดยทั่วไปสามารถชาร์จและคายประจุได้โดยไม่เกิดปรากฏการณ์ "หน่วยความจำ" อย่างไรก็ตามการเกิดซัลเฟต (ปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรี่ที่ทำให้เกิดชั้นซัลเฟตบนตะกั่ว) จะเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ที่เกิดซัลเฟตจะถูกเปลี่ยนใหม่ และแบตเตอรี่เก่าจะถูกนำไปรีไซเคิล แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นอย่างมากเมื่อใช้เครื่องชาร์จแบบบำรุงรักษาเพื่อ "ชาร์จแบบลอยตัว" ซึ่งจะป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่มีประจุต่ำกว่า 100% ป้องกันการเกิดซัลเฟตควรใช้ แรงดันไฟฟ้าลอยตัว ที่ชดเชยอุณหภูมิอย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

เทคโนโลยีการชาร์จแบตเตอรี่กำลังพัฒนาเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และระบบพลังงานที่ยั่งยืน เครื่องชาร์จสมัยใหม่อาจมีคุณสมบัติการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ (IoT) สำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ โปรโตคอลการชาร์จแบบปรับได้ การจัดการระยะไกล การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ และอาจเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพ^{[ 31 ] [ 32 ]}

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังถูกรวมเข้ากับระบบจัดการแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอัตราการชาร์จ ทำนายสุขภาพของแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งาน และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้สูงสุด^{[ 33 ]}

จากผลของการคมนาคมด้วยไฟฟ้าและการแพร่หลายของอุปกรณ์อัจฉริยะ ตลาดเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ทั่วโลกคาดว่าจะมีการเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในทศวรรษถัดไป (ณ ปี 2025) เครื่องชาร์จอัจฉริยะที่ผสานรวม IoT, AI และคุณสมบัติการปรับตัวคาดว่าจะแซงหน้ารุ่นดั้งเดิมทั่วโลก^{[ 34 ]}