AGV一般是由电池作为储能载体。过去，能够被AGV使用的电池种类有铅酸/纯铅、镍氢、镉镍、锂离子电池。不过出于安全性的考虑，大部分AGV产品使用的都是铅酸蓄电池，AGV的续航能力也因此十分有限。
随着储能技术的成熟，超级电容在AGV上的应用逐步推广。电容最大的特性是“物理线性放电”，充电效率高，使用寿命长。由于成本较高及容量因素限制，一般会与电池进行配套使用。
近年来，磷酸铁锂和三元电池因体积小、续航高正在不断取代传统的铅酸电池。因此，现阶段主流应用在AGV小车上的是以磷酸铁锂、三元电池等组成的车载蓄电池组。AGV小车在运行过程中的所有能耗均由这些车载蓄电池组提供，常采用24V或48V直流工业蓄电池电能为动力。运行时，蓄电池组电压会逐渐降低，电池储存的电能逐渐减少，因此，在循环运行过程中需要补充电能。
在尚且不能大幅提高电池容量下，AGV的充电方式正在不断革新，成为AGV长时间续航工作的关键，也成为AGV高效率作业的关键。当前，AGV的充电方式主要分为换电池充电、手动充电、自动充电及无线充电四种形式：
换电池充电：
当AGV电力不足时，由专职人员手动更换电池组，AGV即可投入使用。换下的电池组通过充电后待用。其特点是简单快捷，但要专人看管，需多一倍的电池组，浪费人力财力，方式原始。常用于对工作响应的及时性要求较高、车不足的场合。
手动充电：
当AGV电力不足时，由地面控制中心指挥，驶向指定充电区或台位，由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接，然后实施充电，完成后也是人工去脱离连接电路，恢复工作状态。手动充电AGV的特点是安全可靠，简单易行，但需要专人看管，浪费人力，而且自动化程度降低。常用于自动化程度要求不是很高，车少人多，标准工作制的场合，如白天上班8 小时使用AGV，下班休息时让AGV充电，适用于酸性常规电池。
自动充电：
自动充电分为自动在线充电与自动离线充电两种方式，自动在线充电即AGV小车在日常任务实施中依据生产制造节奏，使用时间间隔，根据操作系统自行挑选电池充电。这种方式很大程度的增加了使用率，现阶段尤其是伴随锂电池的使用，很多的客户挑选这类电池充电方法。要指出的是，在线极速充电目前有两种，一类是侧边电池充电，另一类是充电电极朝下地面电池充电，地面快充的优势是不容易影响附近装配工人，缺点则要挖管沟、排线，重新修改则繁杂一些;而侧边充电恰好相反，它具有协调能力，出故障便捷排查、更换电池充电位置，具有更好的协调能力。自动离线充电则是在AGV小车日常任务完成后，或是要相隔一段时间才有新日常任务时，待机之时会全自动挑选充电直到充满;在物流运输工作中节奏迟缓、工作量并不大的环境下，这类方法使用的尤其多。
无线充电：
值得注意的是，随着AGV智能化水平越来越高，越来越多无线充电产品被应用在各个品类的AGV中。AGV无线充电最大的优势在于无裸露电极，充电更安全，无需精确对准，充电成功率更高。这类充电方式常用于满足更多柔性化场景自主移动机器人上。