電動車電池的工作原理是將化學能轉化為電能。

常見的電動車電池如鉛酸蓄電池，其內部有陽極膏狀二氧化鉛（PbO?）和陰極海綿狀純鉛（Pb），浸在電解液硫酸（H?SO?）中，兩極間產生 2 伏化學電勢從而產生電流。放電時，正極二氧化鉛（PbO?）和負極鉛（Pb）都生成硫酸鉛，硫酸被消耗且生成水，硫酸濃度降低，化學方程式為 Pb + PbO? + 2H?SO? = 2PbSO? + 2H?O。充電時則是上述反應的逆過程，正負極板上的硫酸鉛分別變成二氧化鉛和海綿狀鉛，電解液中的水分子消耗，硫酸分子生成，硫酸濃度升高，化學方程式為 2PbSO? + 2H?O = Pb + PbO? + 2H?SO?。

通常見到的 12 伏蓄電池是由 6 組 2 伏電池組裝而成，包括極板、隔板、電解液和殼體。極板有正極板和負極板，由耐腐蝕且有一定強度的材料制成，呈柵格網片狀，正極柵格填涂膏狀二氧化鉛，負極柵格填涂活性鉛。電解液由純硫酸與純蒸餾水按一定比例混合而成。

另外，鋰離子電池也是常見的電動車電池類型。它由正極、負極、電解質和隔膜組成，正極通常采用鋰鈷酸或鋰鐵酸，負極采用石墨或炭素材料，電解質是有機溶液，隔膜防止正負極間短路。充電時外部電源向電池正極提供電能，使正極生成鋰離子，同時負極釋放電子，電荷被儲存。放電時電池正極的鋰離子被輸送到負極，形成電流輸出。

鋰離子電池的充放電過程不引起電極化學反應，具有高能量密度和長壽命。不過，溫度、電流和電壓會影響其性能，低溫下放電能力下降、電壓降低，溫度劇烈變化可能損害電池結構和性能，電流和電壓變化也影響工作狀態，所以要控制充放電過程中的電流和電壓。