HEV系統有兩種基本幾何形狀：并行和串聯。

并聯系統示意圖

串聯系統示意圖

內燃發動機在高速公路上行駛時效率最高，因此僅在高速公路行駛中使用。但是，這在停走交通方面效率很低。電動機很快會在長時間的高速公路行駛中耗盡其電池，但是可以通過城市交通高效駕駛車輛，而不會排放到城市大氣中。當然，當ICE和電動機同時工作時（如車輛在加速時），這兩者之間會有一些駕駛模式。

通過驅動機構的動力流取決于系統的布置和幾個離合器，這些離合器使組件與組件脫離接合。在下圖中：

動力從內燃機通過輔助驅動軸流到變速器。然后，它從變速箱流到主驅動軸，然后流到車輪。超越離合器3和5接合，所有其他離合器分離。

功率從兩個電動機流經變速箱，流向驅動軸和輪胎。超越離合器4和5接合，所有其他離合器分離。

動力從內燃機流經輔助驅動軸，變速器，然后流至主驅動軸，再流至輪胎。功率也從兩個電動機流向變速器，然后流向主驅動軸和輪胎。超越離合器3、4和5接合，電磁離合器2接合。

動力從車輪流到主驅動軸，然后通過變速箱，再通過輔助驅動軸，流到發電機，最后流到電池。這在再生制動期間發生。電磁離合器1和2已接合，所有其他離合器均已分離。

動力從內燃機經過驅動軸2流到變速箱，再到驅動軸1和輪胎。動力也從ICE穿過驅動軸2流向發電機。超越離合器3和電磁離合器1接合，所有其他離合器分離。

動力從內燃機流經輔助驅動軸，到達變速器，然后流經主驅動軸和輪胎。ICE還通過電磁離合器1為發電機供電，然后再為電池供電。而且，電動機通過變速器向主驅動軸提供動力。所有離合器均已接合。

許多混合動力汽車和其他非混合動力汽車也使用再生制動。該系統吸收了一些通常在汽車制動時通過摩擦耗散的能量，并將其轉換回可用的能量。

如果：T（t）=扭矩

W（t）=車輪速度（轉數/時間）

P（t）=功率= T * W

輪軸以速度= W旋轉且扭矩= T旋轉，產生動力P，具有所有時間功能。從車輪獲取動力會使汽車減速，這通常是不希望的，除了制動。施加制動器時，發電機的軸連接到車輪軸，因此可以通過車輪的動力使其旋轉。然后，發電機將這種機械/旋轉動力轉換為電能：

對于直流發電機：

a = a（N，B，l，r）=一個常數（對于特定的生成器）

V（t）=電壓

I（t）=電流= a * T，并且

P（電氣）= I * V = T * W = P（機械）

然后：I =（W / V）* T，然后

V = I / a * W

因此，假設摩擦損耗可忽略不計，則電功率輸出為P = V * I = T *W 。然后，該電能用于為車輛的電池充電，以保存電池以備將來使用。

車輛行駛時，HEV也會通過ICE通過相同的過程為電池充電。控制器監視電池的狀態和ICE的速度。當電池電量低且ICE速度高時，它將發動機的驅動軸連接至發電機，從ICE汲取功率為電池充電。由于此控制器就位，因此在加速，爬坡或需要全功率時，車輛不會失去動力。

極限物理

混合動力汽車的性能受到其效率和運載自己燃料的能力的限制。電池容量和燃料能量密度都限制了車輛可維持的電量。

電池的三種主要類型是鉛酸（最常見的汽車電池），NiCd（鎳鎘）和較新的NiMH（鎳氫金屬）。電池的比能量，比功率，成本和壽命是選擇電池的最重要因素。

單位：單位質量的比能量或功率。這很重要，因為只要有足夠的電池，任何電池組件都可以提供足夠的能量，但是HEV的體積和承載能力有限，因此需要使用高能量/功率密度的電池。

Wh / kg =瓦時/千克-1kg電池可以提供一定瓦數功率的小時數。

W / kg =瓦特/ kg-1kg電池可提供的瓦數。

$ / kW-h =美元/千千瓦小時-每小時電力成本，以千瓦數為單位的電量。

循環至80％DOD（放電深度）-電池通過化學反應循環（取決于其類型）以提供電能。該單位是每個電池在放電至80％以內之前所能提供的循環數（這種狀態下電池兩端沒有壓降，因此它無法提供電力）。

審核編輯：郭婷