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近幾十年來，油電混合車(Hybrid Electric Vehicle，簡寫HEV)技術在汽車工業領域中已有明顯的突破，而油電混合車則是介於純汽油車以及純電動車之間的結合體，其驅動方式正是內燃機與電動機的組合。油電混合車之所以這麼受歡迎，是因為它能依據當下車況自行分配動力輸出(切換引擎或馬達)進而有不同的輸出功率，達到更高的效率、節省燃料的效果，且油電混合車具備符合嚴苛的排放標準以及高性能的表現，被視為比一般內燃機車輛更為環保的選擇。以下則是簡單描繪混合動力系統使用兩種不同能源之動力傳動路線圖。
圖：混合動力傳動系統概念圖
1. 傳統底盤傳動配置
基本上hybrid車款共有三種不同的傳動架構(Liu, 2013; Hybrid vehicle Wikipedia )：串聯式油電混合系統(Series hybrid electric vehicle，縮寫SHEV)、並聯式油電混合系統(Parallel hybrid electric vehicle，縮寫PHEV)以及混聯式油電混合系統(Series-Parallel hybrid electric vehicle，縮寫SPHEV)。
(１) 串聯式油電混合系統
串聯式油電混合系統主要由電動馬達提供功率帶動車輪前行，且由發電機模組(引擎結合發電機)隨時將產生的電能儲存至充電系統(energy storage system，ESS)，因此，串聯式油電混合車是具備發電機模組的車輛，當車體電能不足時發電機模組能即刻供電給系統使用。如果以電動車的角度來看，此種設計可以增加電池行走里數的不足，因此又稱為增程型電動車(extended-range electric vehicles，縮寫EREV)。串聯式油電混合系統構造上傳動輸出呈現一直線故由此得名，此類型的系統能優化能源，但在成本上會比其他來的高。
圖：串聯式油電混合系統
串聯式油電混合系統可以說是最早出現的油電混合車系統，從20世紀初期保時捷的創辦人斐迪南當時所改良的油電混合車Lohner-Porsche Mixte Hybrid正是以串聯式傳動作為驅動概念，成為油電混合車歷史相當悠久的傳動架構，後來因為電池蓄能技術尚未成熟時代下，逐漸被內燃機引擎給取代，沉寂好一陣子的技術，直到21世紀再度復甦，目前還有部分汽車製造商以此傳動架構設計油電車，近代最早出現的串聯式油電車是1997年Toyota的油電混合巴士Coaster Hybrid EV，2010年GM Chevrolet Volt則是一款插電式油電混合車，此車又被自家工程師稱為是增程型電動車，或簡稱E-REV，2014年BMW旗下的i3 Rex油電混合車款。而Chevrolet Volt與i3 Rex差異在於，Volt引擎是可以隨時直接對電池充電，i3 Rex則是要在電池電量用盡才以引擎供電給馬達驅動。
圖2-15：Coaster Hybrid EV(上)、Chevrolet Volt(左下)、i3 Rex(右下)
(２) 並聯式油電混合系統
與串聯式油電混合系統相比，並聯式油電混合系統可由內燃機或電動馬達輸出功率，電動傳動系統透過離合器與引擎傳動系統相互接合，由於此結構設計車輛可選擇電動馬達和引擎獨立驅動，亦或兩者共同驅動車輛，兩者皆由電腦協調控制。一般來說，並聯式油電混合系統的電動馬達最大額定功率會小於引擎輸出的功率，因此主要是以引擎當作動力來源，電動馬達作為輔助動力系統，馬達運轉期間帶動發電機運轉，將產出的電能儲存至充電系統中，由於充電能力有限，此類設計傾向於使用較小的電池容量以及功率低的電動馬達，作為輔助角色不能獨自驅動。
圖：並聯式油電混合系統
並聯式油電混合系統是以引擎作為主要驅動來源，因此技術層面比其他混合系統還要低，此系統屬於輕度Hybrid的設計。在本田(Honda)旗下Insight (1999年)、Civic (2001年)和Accord (2002年)三款油電混合車中的整合馬達輔助系統(Integrated Motor Assist，IMA)以及GM旗下Chevrolet Malibu (1964年)電混合車的帶式交流馬達啟動器(Belted Alternator Starter，BAS)系統皆屬於並聯式油電混合動力系統技術。
圖：Chevrolet Malibu(上)、Civic(左下)、Accord(右下)
2. 近代底盤傳動配置
(１) 混聯式油電混合系統
混聯式油電混合系統架構是由電動馬達、發電機、內燃機透過多個行星齒輪組、離合器或其他裝置與車輪連接在一起之傳動系統，引擎的功率輸出可透過兩種路徑傳送到車輪：串聯式和並聯式，兼具兩者功能與特性因而得名。串聯式傳動路徑是由發電機將產生的電能輸送至充電系統內儲存，充電系統再分配電力至電動馬達輸出功率至車輪；並聯式傳動路徑則是以引擎輸出部分或是全部的功率傳送至傳動系統，而另一部分的輸出則會透過發電機轉換成電能儲存至充電系統內。
此系統同時擁有功率相當的引擎與馬達，所以可以依據路況選擇使用電動模式、引擎模式或混合模式；在起步或處於低速時，用引擎驅動效率較低，所以會全由低速且效率佳的馬達推動，當車速高過於馬達額定功率時電腦會切換變成引擎輸出功率，此外，當車體加速或爬坡時，則會同時併用引擎與馬達驅動，提高馬力輸出。此系統是目前效率最高的系統，也是目前市場主流，相對的控制系統以及設計電路上也最為複雜。
圖：後輪驅動之混聯式油電混合系統
上一段介紹的串聯、並聯油電混合系統目前技術已經相當成熟且充分活用在油電車當中，後期更是出現由串、並聯混合系統衍伸出來的混聯式油電混合系統，此系統同時兼具兩者系統的優點，因此許多學者正對於混聯式油電混合系統著手進行研究與測試。由於Toyota旗下油電車皆為混聯式結構，加上他們的油電車款最多、銷售量高，這邊就以Toyota為例，他們自家的Prius就是使用混聯式油電混合系統的首款車，在1997年到2003年間Prius用的混合系統稱為Toyota Hybrid System (THS)，2004年將原系統進行改良(TSH II)導入第二代Prius，也是從此代，Toyota將油電混合系統改名為Hybrid Synergy Drive (HSD)，直到現在已經升級到第四代系統THS IV。也因為Toyota對於此塊領域相當成熟，因此就出現其他車廠直接跟他們購買技術的情況發生，像是Lexus、Nissan等，Lexus將HSD系統導入後將此系統命名為Lexus Hybrid Drive (LHD)；Nissan則是將HSD系統直接導入旗下的Altima油電車之中。
圖：Toyota Prius第一代至第四代(從左至右)
圖：Toyota Hybrid System架構
(２) 底盤傳動零件
與一般的燃油車相比，充電系統、馬達、變速系統和充電模組甚至是DC-DC轉換器和DC-AC轉換器都是油電混合動力系統的重要元件，以下則要介紹建構油電混合車的關鍵元件：引擎、傳動系統、馬達、充電系統、電力控制系統。
A. 充電系統(ESS)
充電系統的效能會直接影響到車輛整體效率，故為混合電力系統中重要的子系統之一，為了要能應用在油電混合系統中，電池模組會特別要求快速充放電的性能，且須具備高能量密度、低內阻以及使用壽命長之特性，以因應油電車長時間行駛所需之能源。綜合以上要求，油電混合系統大多以鎳氫電池為電力供應來源。
B. 馬達(Electric Motors)
高效率、輕型、輸出功率大的電動馬達在油電混合動力技術中扮演著關鍵的角色，油電混合系統的馬達共有兩種運轉模式：一般模式(normal mode)與延長模式(extended mode)。在一般模式底下，馬達在額定轉速下輸出固定的轉矩力；若馬達轉速超過額定範圍，馬達將從一般模式切換至延長模式，且隨著轉速的提高馬達的扭矩力則隨之下降。根據油電混合系統之設計，馬達共有三種可供選用：直流馬達、無刷直流馬達和交流馬達。
而馬達第二功能則是產出再生電能，當馬達受到外部動力驅使旋轉時，此時形式會與發電機相同，會將旋轉動能轉換成電能輸出。通常此情況會出現在減速或駛於下坡路面等煞車狀態，當煞車踏板傳出煞車訊號時，控制系統則立即斷開引擎傳動，此時傳動系統連接的電動馬達因受到外部轉動的影響，自身成為發電機將機械能轉換成為電能回收並儲存於電池中。
C. 傳動系統(Transmissions)
油電混合系統擁有著兩種驅動能源，因此它必須能夠管理引擎傳動系統與電動馬達傳動系統，以及兩種傳動系統合併之狀態，且要能夠依據車況來控制離合器或其他裝置轉換電動模式、引擎模式與混合模式之傳動系統輸出線。油電混合車能有這麼多的速度變化表現，全歸功於內部的變速箱與傳動系統，跟一般的燃油車使用變速箱結構大致相同，會依照車子速度進行換檔變速。
D. 電力控制系統(Power Electronic Modules)
油電混合系統裡，除了充電系統、電動馬達在之中扮演著重要角色外，DC-DC轉換器和DC-AC逆變器兩者亦是整個系統的關鍵裝置，而DC-DC轉換器是負責將充電系統提供的直流高電壓轉換成較低電壓輸出，而轉換出來的低電壓通常會供應給車中的電器用品，例如：大燈、雨刷等；至於DC-AC逆變器主要功能是將充電系統所提供的直流高電壓轉換為交流高電壓輸出，而轉換出來的交流電壓主要是供應給油電混合車的交流電馬達使用。
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