水冷式交流發(fā)電機利用水來代替風扇進行冷卻。交流發(fā)電機主要的發(fā)熱部位是定子，水冷式交流發(fā)電機重點冷卻部分就是定子及線圈繞組。發(fā)電機的前端蓋和后端蓋用鋁材制造，開有水道槽。定子及線圈繞組用合成樹脂固定密封，定子與轉子之間有鋁質圍板與水道隔離。水道與進水管和出水管連通，進水管和出水管分別與發(fā)動機冷卻水系統連通。
    這樣，當發(fā)動機運轉時，冷卻水在發(fā)動機水泵的帶動下循環(huán)流動，通過發(fā)電機殼體，可以有效地冷卻定子線圈繞組、定子鐵芯，同時也冷卻轉子、內藏式調節(jié)器和軸承等其它發(fā)熱零部件。
    水冷式交流發(fā)電機與風冷式交流發(fā)電機相比，內部構造復雜了，防漏密封要求提高了，成本也會增加。同時因聯接水管的問題，安裝布置也受到諸多限制，自由度減少了。但是，水冷式交流發(fā)電機的發(fā)電及低噪聲性能，是風冷式交流發(fā)電機無法比擬的。
    首先，水冷式交流發(fā)電機具有良好的低速充電特性。我們知道，在交流發(fā)電機的電流特性曲線上有一個“拐點”，即超過所謂“0安培速度”之后才會有電流產生，電流上升到一定程度才能充電。在哪個轉速以上才出現“拐點”和達到可充電電流與勵磁電流的大小相關。
    由于水冷式交流發(fā)電機大幅度抑制了定子、轉子及調節(jié)器的溫升，可以相應提高勵磁電流，勵磁電流越大輸出電壓也越高，因此當水冷式交流發(fā)電機低速轉動時也會有良好的充電表現，這種低速充電性能對城市用車的正常使用相當重要。
    第二，水冷式交流發(fā)電機具有低噪聲。由于省略了風扇，所以不存在發(fā)電機風扇發(fā)出的噪聲。據介紹在3500轉/分時，水冷式交流發(fā)電機與風冷式交流發(fā)電機相比，噪聲要低15分貝。
    水冷式交流發(fā)電機的優(yōu)點被看好，認為是汽車發(fā)電機的發(fā)展方向。有人認為在12伏特汽車中，2500瓦以下適宜用風冷式交流發(fā)電機，2500瓦以上或者42伏特電系適宜用水冷式交流發(fā)電機。