混合动力电动汽车（HEV）在一辆汽车上同时配备了电力驱动系统和辅助动力单元（Auxiliary Power Unit，简称APU），其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组。目前，HEV所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃气轮机。
　　混合动力系统的布置形式
　　混合动力汽车的驱动系统包括两种或两种以上的能源存储器、能源或能量转换器。目前比较盛行的形式是既装有内燃机，又配备有高性能和价格合理的电池。工作时，首先由发动机传递驱动力，然后利用发动机的动力发电，进入发动机驱动方式；当发动机停机时，只用电池供电，发电机进行驱动。采用哪种行驶模式，要根据路况和行驶要求而定。
　　混合动力汽车将原动机、电动机、能量储存装置（蓄电池）按某种方式组合在一起，有串联式、并联式和混合式三种布置形式。
　　1、串联式驱动系统

　　
　　图1 串联式驱动系统简图

　　（1）结构特点
       串联式驱动系统的示意图见图1。发动机带动发电机发电，其电能通过电动机控制器直接输送到电动机，由电动机产生电磁力矩驱动汽车。在发动机与驱动桥之间通过电能实现动力传递，因此更像是电传动汽车。电池通过控制器串接在发电机和电动机之间，其功能相当于发电机与电动机之间的“水库”，起功率平衡作用，即：当发电机的发电功率大于电动机所需的功率时，如汽车减速滑行、低速行驶或短时停车时，控制器控制发电机向电池充电；而当发电机发出的功率低于电动机所需的功率时，如汽车起步、加速、高速行驶、爬坡时，就由电池向电动机提供不足部分的电能。
　　（2）性能特点
　　发动机功率是以汽车某一速度下稳定运行工况所需的功率而选定的。当汽车运行工况变化，电动机所需的驱动功率与发动机输出功率不一致时，由控制器控制发电机向电池充电或使电池向电动机放电，电池充电和放电电流的大小则由控制器根据电动机驱动功率的变化情况进行控制。这样的结构形式和控制方式使串联式混合动力电动汽车具有如下性能特点:
　　发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响，始终在其最佳的工作区域内稳定运行，因此发动机具有良好的经济性和低排放指标；
　　由于有电池进行驱动功率的“调峰”，发动机的功率只需满足汽车在某一速度下稳定运行工况所需的功率，因此可选择功率较小的发动机；
　　发动机与驱动桥之间无机械连接，对发动机的转速无任何要求，发动机的选择范围较大；
　　发动机与电动机之间无机械连接，整车的结构布置自由度较大；
　　发动机的输出需全部转化为电能，再变为驱动汽车的机械能，需要功率足够大的发电机和电动机；
　　要起到良好的发电机输出功率平衡作用，又要避免电池出现过充电或过放电，需要较大的电池容量；
　　发电机将机械能量转变为电能、电动机将电能转变为机械能以及电池充电和放电时都有能量损失，因此，发动机输出能量的利用率比较低；
　　串联式混合动力电动汽车发动机能保持在最佳工作区域内稳定运行这一特点的优越性主要表现在低速、加速等运行工况。而在汽车高速行驶时，由于其电传动效率低抵消了发动机油耗低的优点，因此，串联式混合动力电动汽车更适合于在市内的低速运行工况。在繁华的市区，汽车在起步和低速时还可以关闭发动机，可以只利用电池进行功率输出，使汽车达到零排放。
　　2、并联式驱动系统

　　图2 并联式驱动系统简图

　　（1） 结构特点
并联式驱动系统结构示意图见图2。发动机通过机械传动装置与驱动桥连接，电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连，汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动。
并联式混合动力电动汽车的结构形式更像是附加了一个电动机驱动系统的普通内燃机汽车。电动机起“调峰”作用，即：当汽车运行工况所需的功率超过了发动机的功率时，电动机从电池获得能量产生电磁力矩，并向驱动桥提供额外的驱动功率。有的并联式混合动力电动汽车也有发电机，但其主要作用是向电池充电，以保持电池的荷电状态（SOC），即：当电池放电较多，其SOC值较低时，控制器可控制发动机驱动发电机并向电池充电，使电池的SOC恢复到设定值，以保证混合驱动方式下的续驶里程。
　　（2） 性能特点
　　并联式混合动力电动汽车的发动机功率也是以汽车某一速度下稳定行驶工况所需的功率选定的。当汽车在低速或变速工况行驶时，需通过加速踏板和变速器来调节发动机的功率输出，而在汽车高速行驶过程中，发动机的输出功率低于汽车行驶所需功率时，由控制器控制电动机协助驱动。这样的结构形式和控制方式使并联式混合动力电动汽车具有如下性能特点 ：
　　发动机通过机械传动机构直接驱动汽车，无机-电能量转换损失，因此发动机输出能量的利用率相对较高，而且当汽车的行驶工况使发动机在其最佳的工作范围内运行时，并联式的HEV燃油经济性比串联式的高；
　　有电动机进行“调峰”作用，发动机的功率也可适当减小；
　　当电动机只是作为辅助驱动系统时，功率可以比较小；
　　如果装备发电机，发电机的功率也可较小；
　　由于有发电机补充电能，比较小的电池容量即可满足使用要求；
　　并联式驱动系统最适合于汽车在中、高速稳定行驶的工况，而在其他行驶工况下，由于发动机不在其最佳的工作区域内运行，发动机的油耗和排污指标不如串联式。
　　并联式混合动力电动汽车也可实现零排放控制。在繁华的市区低速行驶时，可通过关闭发动机和离合器分离使汽车以纯电动方式运行。但这样就需要功率足够大的电动机，所需的电池容量也相应要大。
　　3、混联式驱动系统

　　
　　
图3  混联式驱动系统简图

　　混联式驱动系统是串联式与并联式的综合，其结构示意图见图3。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥，另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制，输送给电动机或电池，电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。
　　混联式驱动系统的控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。
　　混联式驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥了串联式和并联式的优点，能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配，从而在结构上保证了即使在更为复杂的工况下系统仍能工作在最优状态，因此，易于实现排放和油耗的控制目标。
　　与并联式相比，混联式的动力复合形式更复杂，因此对动力复合装置的要求更高。目前的混联式结构一般以行星齿轮作为动力复合装置的基本构架。图 4为丰田公司 Prius车的驱动系统结构示意图，其驱动系统被公认为目前最为成功的结构。
　　
　　起动-发电一体机
　　利用交流发电机的可逆性，再配置一个半导体整流-逆变功率变换器，就实现了交流发电机与起动机的合二为一。起动发动机时，由42V蓄电池通过整流-逆变功率变换器向交流发电机输入电流，交流发电机作电动机运行，可用直接驱动方式拖动发动机起动。发动机起动后，控制整流-逆变功率变换器变为整流方式，由交流发电机输出电流向42V蓄电池充电，并向用电器提供负载电流。
　　目前，国际上通常用起动-发电一体机取代车辆上的起动机、发电机和飞轮。鉴于其紧凑的结构，起动-发电一体机采用皮带传动或直接安装在发动机和传动机构之间的曲轴上。
　　起动-发电一体机的优点是：
　　在整个速度范围内，电机输出功率为4～8kW，比如西门子开发的起动-发电一体机输出峰值即为8kW，在整个速度范围上效率超过80%，即使在低转速时高功率输出也可以提高舒适性和便捷性，而传统发电机输出为1.5kW，最大效率为70%，在最高速时下降到30%。
　　起动-发电一体机固有的无磨损性不需要维护，这都归因于“无接触”（无刷）动力传递；
　　stop & go功能可以在城市中减少10%～15%的消耗，在混合行驶时可减少7%～10%的消耗；
　　在“推进”（boost）方式中，起动-发电一体机可以暂时担当第二发动机来驱动车辆或在低速时进行加速，它能提供一个短时间的功率推进，达到15kW，但这要取决于起动-发电一体机和蓄电池之间的配置；
　　在“推迟”（retarder）方式中，起动-发电一体机能将动能储存为电能。

　　
　　
图4 丰田Prius车驱动系统结构简图
　　
　　展望中外混合动力汽车
　　丰田公司是目前国际上混合动力电动汽车的主要生产企业。2003年，丰田推出的新Prius具有油耗低、高功率、高动能的协调性，电源电压提高到500V，发电机转速提高到10000 r/min，采用了先进的x-by-wire软转导系统。丰田公司表示，从2012年开始，丰田将在所有新推出的汽车上全部采用混合动力。
　　2000年，美国通用汽车公司推出了“Precept”混合动力概念车。通用公司宣布将研制雪佛兰Silverado、GMC和Sierra皮卡混合动力汽车，每年提供10万套部件，近年至少年产7000辆。2004年通用公司也宣布，通用将在2010年成为100万辆的混合动力汽车生产企业。
　　美国福特公司在2000年推出了“Rrodigy”混合动力概念车，接着又于2002年推出了福克光斯（Focus）新一代燃料电池混合动力轿车。福特公司2003年推出Escape混合动力轿车，2004年小批量生产了Focus，到2010年将批量生产混合动力电动汽车。
　　在国内，电动汽车及混合动力汽车项目已被列入国家863计划。长安集团、奇瑞汽车公司、比亚迪汽车、上汽集团都先后推出了自己的混合动力轿车，其中长安与奇瑞公司的项目通过了国家专家组的鉴定，具有自己的知识产权。但何时能进入批量生产并投放市场，人们还在拭目以待。
　　与此同时，在卡车、客车、微型车领域，混合动力汽车也受到了人们的广泛关注。