混合动力车辆（Hybrid vehicle）使用两种或更多种不同类型的动力，例如内燃发动机来驱动为电动机提供动力的发电机，例如在使用柴油发动机驱动为电动机提供动力的发电机的柴油电动车中，以及潜艇表面沉积时使用柴油，浸没时使用电池。 存储能量的其他方法包括液压混合动力中的加压流体。

混合动力汽车的基本原理是不同的电机在不同的速度下工作得更好; 电动机在产生扭矩或转动动力方面更有效，并且内燃机更好地保持高速（优于典型的电动机）。 在加速的同时在适当的时间从一个切换到另一个在能量效率方面产生双赢，例如转化为更高的燃料效率。

混合动力汽车如何工作
混合动力电动汽车（HEV）结合了汽油发动机和电动机的优势。 提高效率或性能的关键领域是再生制动，双电源和较少的空转。

再生制动。动力传动系统可用于将动能（来自移动的汽车）转换为储存的电能（电池）。 为动力传动系统提供动力的相同电动机用于抵抗动力传动系统的运动。 来自电动机的这种施加的阻力导致车轮减速并同时为电池再充电。
双电源。 根据驾驶情况，动力可以来自发动机，电动机或两者。 可以通过电动机提供辅助发动机加速或爬升的额外动力。 或者更常见的是，较小的电动机为低速行驶条件提供所有动力，并且在较高速度下由发动机增强。
自动启动/关闭。 当车辆停止时它会自动关闭发动机，并在加速器被按下时重新启动。 使用电动机可以简化这种自动化。 另见上面的双电源。

综合运作原则

混合动力车辆结合了多种能源，通常其中一种是热能源而另一种是电能源。 这种类型发动机的非常简化的总体原理是利用每种类型发动机的优点，同时最小化它们的缺点。

四种杂交架构是可能的：

串联：发动机驱动交流发电机，后者为电动机提供电力，也为缓冲电池充电而不直接向车轴提供扭矩，如柴电机车
并行：热机和电动机通过传统的变速器通过单独的联轴器为轴提供动力。
功率旁路：发动机为轴提供动力，并且还驱动发电机为电动机充电，为电动机提供动力。
扩展范围：传统的电动汽车增加的是通过热发动机驱动发电机为电池充电的自主性。
标致采用原始并联型解决方案，前轴由传统变速器的热力发动机驱动，后桥由电动机驱动。 这允许不同的配置，包括几公里的“全电”和另一个“全地形”。

小型混合动力汽车具有良好的能源效率，并且经常允许消耗到城市100公里以下不到5升（对于平均车辆中的50kW量级的车载电力，丰田普锐斯型）。 另一方面，大型混合动力车辆使用混合动能来增加动力。

功率
混合动力汽车的动力源包括：

煤，木材或其他固体可燃物
压缩或液化天然气
汽油（汽油）或柴油燃料
人力驱动，例如蹬踏或划船
电磁场，无线电波
电池/电容器
架空电力
液压蓄能器
氢
飞轮
太阳能
风

车辆类型
两轮和循环式车辆
轻便摩托车，电动自行车，甚至电动滑板车都是混合动力的简单形式，由内燃机或电动机和骑车者的肌肉提供动力。 19世纪后期的早期原型摩托车使用了相同的原理。

在并联混合动力自行车中，人力和马达扭矩在踏板或其中一个车轮上机械地联接，例如使用轮毂马达，滚轮压在轮胎上，或使用传动元件连接到车轮。 大多数机动自行车，轻便摩托车都属于这种类型。
在串联混合动力自行车（SHB）（一种无链自行车）中，使用者踩踏发电机，给电池充电或给电动机供电，从而提供所需的所有扭矩。 它们是商业上可获得的，理论和制造简单。

SHB的第一个出版原型是1975年Augustus Kinzel（美国专利3’884’317）。1994年，Bernie Macdonalds设想了带有电力电子设备的Electrilite SHB，可以在静止时进行再生制动和踩踏。 1995年，托马斯·穆勒（Thomas Muller）为他1995年的毕业论文设计并建造了一个“Fahrrad mit elektromagnetischem Antrieb”。 1996年伯尔尼应用科学大学的JürgBlatter和Andreas Fuchs建造了一个SHB，并于1998年修改了Leitra三轮车（欧洲专利EP 1165188）。 直到2005年，他们制造了几个原型SH三轮车和四轮车。 1999年，Harald Kutzke描述了一种“主动自行车”：目标是接近理想的自行车，不用任何东西，不用电子补偿来阻止。

一系列混合动力电动石油自行车（SHEPB）由踏板，电池，汽油发电机或插入式充电器提供动力 – 提供超级纯电动自行车的灵活性和范围增强。

由David Kitson于2014年在澳大利亚制造的SHEPB原型使用了一架轻型无刷直流电动机，这种电动机来自空中无人机和小型手动工具大小的内燃机，以及3D打印驱动系统和轻质外壳，总重量不到4.5千克。 主动冷却可防止塑料部件软化。 该原型使用常规电动自行车充电端口。

重型车辆
混合动力传动系使用柴油电动或涡轮电动为铁路机车，公共汽车，重型货车，移动液压机械和船舶提供动力。 柴油/涡轮发动机驱动发电机或液压泵，它为电动/液压马达提供动力 – 严格来说是电动/液压传动（不是混合动力），除非它能从外部接受动力。 对于大型车辆，转换损失减少，并且通过电线或管道而不是机械元件分配电力的优势变得更加突出，尤其是在为多个驱动器（例如驱动轮或螺旋桨）供电时。 直到最近，大多数重型车辆几乎没有二次能量储存，例如电池/液压蓄能器 – 除了非核潜艇之外，这是最古老的混合动力潜艇之一，在淹没时表面和柴油机上运行柴油机。 系列和并行设置都用于WW2潜艇。

铁路交通
混合动力列车是使用车载可再充电能量存储系统（RESS）的机车，轨道车或火车，其放置在动力源（通常是柴油发动机原动机）和连接到车轮的牵引传动系统之间。 由于大多数柴油机车都是柴油电动机，因此它们除了蓄电池之外还具有串联混合动力变速器的所有部件，这使得这是一个相对简单的前景。

起重机
与TSI终端系统公司合作的铁路技术工程师正在测试带有电池存储的混合柴油电力装置，用于橡胶轮胎龙门（RTG）起重机。 RTG起重机通常用于将集装箱装卸到港口和集装箱堆场的火车或卡车上。 用于提升容器的能量在降低时可以部分地恢复。 铁路工程师预测柴油燃料和减排量为50-70％。 预计第一批系统将于2007年投入使用。

公路运输，商用车辆

混合动力系统正在用于卡车，公共汽车和其他重型公路车辆。 小型车队规模和安装成本通过节省燃料得到补偿。[需求更新]随着​​容量增加，电池成本降低等进步，丰田，福特，通用等公司正在推出混合动力皮卡和SUV。 Kenworth Truck Company最近推出了Kenworth T270 Class 6，用于城市使用似乎具有竞争力。 联邦快递和其他公司正在投资混合动力运输车辆 – 特别是在混合动力技术可能首先得到回报的城市用途。 截至2013年12月，联邦快递正在试用两辆配有Wrightspeed电动机和柴油发电机的运货卡车; 声称改装套件可以在几年内收回成本。 柴油发动机以恒定的RPM运行以达到峰值效率。

军用越野车
自1985年以来，美国军方一直在测试混合动力悍马，并发现它们可以提供更快的加速度，具有低热特征/近静音操作的隐身模式以及更高的燃油经济性。

船舶
装有桅杆的帆和蒸汽机的船是混合动力车的早期形式。 另一个例子是柴电潜艇。 当浸入水中时，这可以在电池上运行，并且当飞行器在水面上时，可以通过柴油发动机对电池进行再充电。

较新的混合船舶推进方案包括由SkySails等公司制造的大型牵引风筝。 牵引风筝的飞行高度可以比最高的船桅高几倍，捕获更强劲，更稳定的风。

飞机
波音燃料电池示范飞机有一个质子交换膜（PEM）燃料电池/锂离子电池混合系统，为电动机提供动力，该电动机与传统螺旋桨相连。 燃料电池为巡航飞行阶段提供所有动力。 在起飞和爬升期间，飞行部分需要最大功率，系统采用轻型锂离子电池。

示威飞机是由奥地利钻石飞机工业公司制造的Dimona机动滑翔机，该飞机还对飞机进行了结构改造。 机翼跨度为16.3米（53英尺），飞机将能够以100公里/小时（62英里/小时）的速度从燃料电池发出动力。

已经设计出混合风扇。 FanWing由两个引擎创建，具有像直升机一样自转和着陆的能力。

引擎类型

混合动力电动汽油车
当使用术语混合动力车辆时，它通常是指混合动力电动车辆。 这些车辆包括土星Vue，丰田普锐斯，丰田雅力士，丰田凯美瑞混合动力车，福特Escape混合动力车，丰田汉兰达混合动力车，本田Insight，本田思域混合动力车，雷克萨斯RX 400h和450h，现代Ioniq等车型。 石油 – 电动混合动力最通常使用内燃机（使用各种燃料，通常是汽油或柴油发动机）和电动机来为车辆提供动力。 能量存储在内燃机的燃料和电池组中。 有许多类型的石油 – 电动混合动力传动系统，从全混合动力车到轻度混合动力车，它们具有不同的优点和缺点。

威廉·H·巴顿于1889年初提出了汽油 – 电动混合动力轨道车辆推进系统的专利申请，并于1889年中期提出了类似的混合动力船推进系统。没有证据表明他的混合动力船取得了任何成功，但他建造了混合动力电车的原型并出售了一辆小型混合动力机车

1899年，Henri Pieper开发出世界上第一台石油 – 电动混合动力汽车。 1900年，Ferdinand Porsche开发了一种串联式混合动力车，采用两个电动轮毂装置，内燃发电机组提供电力; 保时捷的混合动力车设定了两个速度记录。 虽然液体燃料/电动混合动力可以追溯到19世纪后期，制动再生混合动力车是由1978年至1979年在阿肯色州斯普林代尔的电气工程师David Arthurs发明的。 据报道，他的家用改装欧宝GT返回高达75英里/加仑，计划仍然出售给这个原始设计，并在他们的网站上修改了“地球母亲新闻”版本。

插电式电动车（PEV）正变得越来越普遍。 它具有在没有服务的情况下存在很大差距的地方所需的范围。 电池可插入室内（电源）电力进行充电，并在发动机运转时充电。

连续舷外充电电动车（COREV）
一些电池电动车（BEV）可以在用户驾驶时进行充电。 这种车辆通过附接的导轮或其他类似机构与高速公路上的带电轨道，板或架空线建立接触（参见管道电流收集）。 BEV的电池通过这个过程在高速公路上进行充电，然后可以在其他道路上正常使用，直到电池放电。 例如，用于伦敦地铁维修列车的一些电池 – 电力机车能够实现这种操作模式。

开发BEV基础设施将提供几乎不受限制的高速公路范围的优势。 由于许多目的地距离主要高速公路不到100公里，因此BEV技术可以减少对昂贵电池系统的需求。 不幸的是，几乎普遍禁止私人使用现有的电气系统。 此外，这种电力基础设施的技术已基本过时，并且在一些城市之外，没有广泛分布（参见管道电流收集，电车，电动轨道，手推车，第三轨）。 更新所需的电力和基础设施成本可能由路费收入或专用运输税提供资金。

混合燃料（双模式）
除了使用两个或更多个不同设备进行推进的车辆之外，一些车辆还考虑使用不同能源或使用相同发动机的输入类型（“燃料”）的车辆为混合动力车，尽管为了避免与上述混合动力车混淆并且正确使用这些术语，这些可能更准确地描述为双模式车辆：

根据条件，一些电动无轨电车可以在车载柴油发动机和架空电力之间切换（参见双模式总线）。 原则上，这可以与电池子系统结合，以创建真正的插电式混合无轨电车，尽管截至2006年，似乎没有宣布这样的设计。
灵活燃料汽车可以使用混合在一个罐中的输入燃料 – 通常是汽油和乙醇，甲醇或生物丁醇。
双燃料汽车：液化石油气和天然气与石油或柴油有很大不同，不能用于同一罐，因此不可能建造（LPG或NG）柔性燃料系统。 相反，车辆由两个并联的燃料系统构成，为一个发动机提供动力。 例如，一些雪佛兰Silverado 2500 HD可以毫不费力地在石油和天然气之间切换，提供超过1000公里（650英里）的航程。 虽然复制罐在某些应用中占用空间，但增加的范围，降低的燃料成本以及LPG或CNG基础设施不完整的灵活性可能是购买的重要动力。 虽然美国天然气基础设施部分不完整，但它正在快速增长，已经有2600个CNG站点。 随着加油站基础设施的不断增加，在不久的将来可以看到大规模采用这些双燃料车辆。 不断上涨的天然气价格也可能促使消费者购买这些车辆。 当天然气价格在4.00美元附近交易时，每MMBTU汽油的价格为28.00美元，而天然气价格为每MMBTU 4.00美元。 在每单位能源比较基础上，这使得天然气比汽油便宜得多。 所有这些因素使得CNG-汽油双燃料汽车非常具有吸引力。
一些车辆已被修改为使用另一种燃料来源（如果可用），例如改装为使用汽车（LPG）运行的汽车和经过改装以在尚未加工成生物柴油的废植物油上运行的柴油。
还包括自行车和其他人力车辆的动力辅助机构（参见电动自行车）。

流体动力混合
液压混合动力和气动混合动力车辆使用发动机给蓄压器充气，以通过液压（液体）或气动（压缩空气）驱动单元驱动车轮。 在大多数情况下，发动机与动力传动系统分离，仅用于给蓄能器充电。 传输是无缝的。 再生制动可用于将一些供应的驱动能量恢复到蓄能器中。

石油 – 空气混合动力
一家法国公司MDI设计并运行了一台石油 – 空气混合动力汽车。 该系统不使用气动马达来驱动车辆，而是由混合动力发动机直接驱动。 发动机使用压缩空气和汽油的混合物注入汽缸。 混合动力发动机的一个关键方面是“主动室”，它是通过燃料加热空气使能量输出加倍的隔室。 印度塔塔汽车公司评估了印度市场全面生产的设计阶段，并进入“完成压缩空气发动机在特定车辆和固定应用中的详细开发”。

石油混合动力
几十年来，石油和液压配置在火车和重型车辆中很常见。 汽车行业最近专注于这种混合动力配置，因为它现在有望引入小型车辆。

在石油混合动力车中，能量回收率很高，因此系统比使用当前电池技术的电池充电混合动力车更有效，证明美国环境保护局（EPA）能源经济增长60％至70％测试。 充电发动机仅需要使用液压蓄能器中存储的能量进行加速脉冲的平均使用大小，该液压蓄能器在低能耗要求的车辆操作中被充电。 充电引擎以最佳速度和负载运行，以提高效率和使用寿命。 在美国环境保护署（EPA）进行的测试中，液压混合动力福特探险队每美国加仑（7.4升/ 100公里; 38英里/加仑）的城市返回32英里，每美国加仑22英里（11升/ 100公里） ; 26 mpg-imp）高速公路。 UPS目前有两辆使用这种技术的卡车。

与液压电动混合动力车相比，石油液压混合动力系统具有更快，更有效的充电/放电循环，并且制造起来也更便宜。 蓄能器容器尺寸决定了总的能量存储容量，并且可能需要比电池组更多的空间。 由较大尺寸的蓄电池容器消耗的任何车辆空间可能由于需要较小尺寸的充电引擎（HP和物理尺寸）而抵消。

大型企业和小公司正在进行研究。 焦点现在转向小型车辆。 系统组件昂贵，无法安装在较小的卡车和汽车中。 缺点是动力驱动马达在部分负载下不够有效。 一家英国公司（Artemis Intelligent Power）在电子控制液压马达/泵，DigitalDisplacement®电机/泵方面取得了突破性进展。 该泵在所有速度范围和负载下都非常高效，为石油混合动力车的小型应用提供了可行性。 该公司改装了一辆宝马汽车作为试验台，以证明其可行性。 与标准车相比，BMW 530i在城市驾驶中的油耗提高了一倍。 该测试使用的是标准的3000 cc发动机，发动机较小，数字会更令人印象深刻。 采用井式蓄能器的石油混合动力车的设计允许减小发动机的平均功率使用，而不是峰值功率使用。 峰值功率由存储在累加器中的能量提供。 更小的更高效的恒速发动机可减轻重量并为更大的蓄能器释放空间。

当前的车身围绕现有发动机/变速器设置的机械设计。 对于不是为液压装置设计的现有阀体，将石油液压机械装置安装是非常有限的。 一个研究项目的目标是创建一个空白纸设计新车，以最大限度地包装车辆中的石油液压混合组件。 所有笨重的液压元件都集成在汽车底盘中。 一种设计声称通过使用大型液压蓄能器在测试中返回130英里/加仑，该液压蓄能器也是汽车的结构底盘。 小型液压驱动马达结合在轮毂内，驱动车轮并反向回转动能制动能量。 轮毂电机无需摩擦制动器，机械传动装置，传动轴和U形接头，从而降低了成本和重量。 在工业车辆中使用没有摩擦制动器的静液压传动装置。 目标是平均驾驶条件为170英里/加仑。 由减震器产生的能量和通常会浪费的动能制动能量有助于给蓄能器充电。 一个小型化石燃料活塞发动机，其尺寸适合平均功率使用，为蓄能器充电。 当充满电时，蓄电池的尺寸为运行车辆15分钟。 目标是一个充满电的蓄能器，使用四轮驱动将产生0-60英里/小时的加速度，不到5秒。

电动 – 人力混合动力汽车
另一种形式的混合动力车辆是人力电动车辆。 其中包括Sinclair C5，Twike，电动自行车和电动滑板等车辆。

混合动力汽车传动系配置

并联混合动力
在并联混合动力车辆中，电动机和内燃机联接使得它们可以单独地或一起地为车辆提供动力。 最常见的是内燃机，电动机和齿轮箱通过自动控制的离合器连接。 对于电动驱动，内燃机之间的离合器打开，而齿轮箱的离合器接合。 在燃烧模式下，发动机和电动机以相同的速度运转。

在日本以外销售的第一批量产并联混合动力车是第一代本田Insight。

温和的并联混合动力
这些类型使用通常紧凑的电动机（通常<20 kW）来提供自动停止/启动功能，并在加速期间提供额外的动力辅助，并在减速阶段（也称为再生制动）产生。 在路上的例子包括本田思域混合动力车，本田Insight第二代，本田CR-Z，本田雅阁混合动力车，梅赛德斯奔驰S400 BlueHYBRID，宝马7系混合动力车，通用汽车BAS混合动力车，铃木S-Cross，铃木Wagon R和Smart fortwo微混合动力驱动。 功率分流或串并联混合动力 在动力分流混合动力电动传动系中，有两个电动机：牵引电动机和内燃机。 通过动力分配装置可以共享来自这两个电动机的动力以驱动车轮，动力分配装置是简单的行星齿轮组。 该比率可以从内燃机的100％到牵引电动机的100％，或者介于两者之间的任何比例，例如电动机的40％和内燃机的60％。 内燃机可以充当为电池充电的发电机。 诸如Toyota Hybrid Synergy Drive的现代版本具有连接到行星齿轮的第二电动机/发电机。 与牵引电动机/发电机和动力分配装置配合，这提供了无级变速器。 在开阔的道路上，主要动力源是内燃机。 当需要最大功率时，例如超车时，牵引电动机用于辅助。 这样可以在短时间内增加可用功率，从而产生比实际安装更大的引擎效果。 在大多数应用中，当汽车缓慢或静止时关闭内燃机，从而减少路边排放。 乘用车装置包括丰田普锐斯，福特Escape和Fusion，以及雷克萨斯RX400h，RX450h，GS450h，LS600h和CT200h。 系列混合动力 串联或串联混合动力车辆由电动机驱动，用作电动车辆，同时电池组能量供应充足，发动机经调谐以在电池组不足时作为发电机运行。 发动机和车轮之间通常没有机械连接，范围扩展器的主要目的是给电池充电。 串联混合动力车也被称为增程式电动车，增程式电动车或电动车扩展范围（EREV / REEV / EVER）。 配备Range Extender的BMW i3是一款量产混合动力系列。 它作为电动汽车运行，直到电池电量低，然后激活发动机驱动的发电机以维持电力，并且在没有范围扩展器的情况下也可用。 Fisker Karma是第一款混合动力生产车型。 在描述汽车时，串联混合动力的电池通常通过插入来充电 - 但串联混合动力也可以允许电池仅用作缓冲器（并用于再生），并且电动机的电源也可以由支持引擎持续供应。 串联装置在柴油电力机车和船舶中很常见。 Ferdinand Porsche在20世纪初有效地在速度记录赛车中发明了这种安排，例如Lohner-Porsche Mixte Hybrid。 保时捷将他的安排命名为“System Mixt”，这是一种轮毂电机设计，两个前轮中的每一个都由一个单独的电机供电。 这种布置有时被称为电动变速器，因为发电机和驱动电动机代替了机械变速器。 除非内燃机正在运转，否则车辆无法移动。 1997年，丰田发布了在日本销售的第一款系列混合动力客车。 通用于2010年推出了雪佛兰Volt系列插电式混合动力车，旨在实现40英里（64公里）的全电动范围，尽管这款车在发动机和动力传动系统之间也有机械连接。 超级电容器与锂离子电池组相结合，已被AFS Trinity用于改装的Saturn Vue SUV车辆中。 使用超级电容器，它们在串联混合布置中声称高达150 mpg。 插电式混合动力电动汽车（PHEV） 混合动力车辆的另一种类型是插电式混合动力电动车辆（PHEV）。 插电式混合动力车通常是具有增加的能量存储容量的通用燃料 - 电动（并联或串联）混合动力，通常通过锂离子电池，其允许车辆在全电动模式下驱动一段距离，该距离取决于电池尺寸及其机械布局（系列或平行）。 它可以在行程结束时连接到主电源，以避免使用车载内燃机进行充电。 对于那些寻求通过避免 - 或至少最小化 - 在日常驾驶中使用ICE来减少道路排放的人来说，这个概念很有吸引力。 与纯电动汽车一样，总排放量节省，例如以二氧化碳计算，取决于发电公司的能源。 对于一些用户而言，这种类型的车辆也可具有财务吸引力，只要所使用的电能比他们原本使用的汽油/柴油便宜。 许多欧洲国家目前的税收制度使用矿物油税作为主要收入来源。 电力通常不是这种情况，对国内客户统一征税，但该人使用电力。 一些电力供应商还为非高峰夜间用户提供价格优惠，这可能进一步增加通勤者和城市驾驶者的插件选项的吸引力。 骑自行车者，行人的道路安全 2009年国家公路交通安全管理局的一份报告审查了涉及行人和骑自行车者的混合动力电动车事故，并将其与涉及内燃机车辆（ICEV）的事故进行了比较。 研究结果表明，在某些道路情况下，HEV对于步行或骑自行车的人来说更危险。 对于车辆减速或停止，倒车，进入或离开停车位的事故（当HEV和ICEV之间的声音差异最明显时），HEV比ICEV更容易发生行人撞车事故的两倍。 对于涉及骑自行车者或行人的撞车事故，当车辆转弯时，HEV的事故率高于ICEV。 但是，当车辆直行时，车辆类型之间没有统计学上的显着差异。 几家汽车制造商开发了电动车警告声，旨在提醒行人注意混合动力汽车，插电式混合动力电动汽车和低速行驶的全电动汽车（EV）等电动汽车的存在。 他们的目的是让行人，骑自行车者，盲人以及其他人在全电动模式下操作时了解车辆的存在。 拥有此类安全装置的市场车辆包括日产Leaf，雪佛兰Volt，Fisker Karma，本田FCX Clarity，日产Fuga Hybrid /英菲尼迪M35，现代ix35 FCEV，现代索纳塔混合动力车，2012款本田Fit EV，2012款丰田凯美瑞混合动力车，2012款雷克萨斯CT200h，以及最近推出的所有普锐斯家用车，包括标准的2012款普锐斯，丰田普锐斯v和丰田普锐斯插电式混合动力车。 替代绿色车辆 其他类型的绿色车辆包括完全或部分使用替代能源而非化石燃料的其他车辆。 另一种选择是在传统的基于化石燃料的车辆中使用替代燃料成分（即生物燃料），使其部分地用于可再生能源。 其他方法包括个人快速交通，公共交通概念，在专门建造的导轨网络上提供自动按需不间断运输。 标致/雪铁龙混合动力汽车 标致和雪铁龙宣布他们也在制造一种使用压缩空气作为能源的汽车。 然而，他们正在设计的汽车使用混合动力系统，该系统也使用汽油发动机（用于推动汽车超过70公里/小时，或当压缩空气罐已经耗尽时）。