Τα υβριδικά οχήματα είναι οχήματα το οποία προωθούνται με περισσότερες από μία πηγές κίνησης. Αυτές οι πηγές κίνησης αποκτούν την αναγκαία ενέργεια από διάφορες επιλογές αποθήκευσης. Στην παρούσα χρήση, η έκφραση “υβριδικό όχημα” αναφέρεται στον συνδυασμό ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης με ένα ηλεκτρικό μοτέρ ή περισσότερα από ένα μοτέρ και τους αντίστοιχους συσσωρευτές ενέργειας (ρεζερβουάρ καυσίμου και μπαταρία). Μία άλλη μορφή υβριδικής μετάδοσης κίνησης θα μπορούσε να είναι, για παράδειγμα, ο συνδυασμός μίας κυψέλης καυσίμου και ενός ηλεκτρικού μοτέρ.

Βενζινοκινητήρας (1NZ-FXE) των 1.5 λίτρων χρησιμοποιεί το σύστημα μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων WT-i και το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου πεταλούδας γκαζιού (ηλεκτρονικό γκάζι) ETCS-i.

Ένα από τα πλέον σημαντικά συστήματα σε ένα υβριδικό όχημα είναι το ηλεκτρονικό σύστημα διαχείρισης της ηλεκτρικής ενεργείας. Όσο πιο σωστά λειτουργεί το σύστημα αυτό τόσο τα οφέλη της υβριδικής κίνησης είναι καλύτερα. Η διαχείριση της ενέργειας κατά την λειτουργά του αυτοκινήτου αφορά την:

• Εκκίνηση από στάση
• Κανονική Οδήγηση
• Πλήρες Πάτημα Γκαζιού – Επιτάχυνση και Οδήγηση με Υψηλή Ταχύτητα
• Επιβράδυνση και Πέδηση
• Όπισθεν

Τα κύρια εξαρτήματα του υβριδικού συστήματος είναι:

• Κινητήρας Εσωτερικής Καύσης
• Ηλεκτροκινητήρας – Γεννήτρια 1 (MG1)
• Ηλεκτροκινητήρας – Γεννήτρια 2 (MG2)
• Σετ Πλανητικών Γραναζιών
• Αναστροφέας
• Μπαταρία Υβριδικού Οχήματος (HV)
• Εγκέφαλος Υβριδικού Οχήματος (HVECU)

H παρακάτω περιγραφή στηρίζεται σε ένα Toyota Prius (δείτε στα σχήματα παρακάτω).

Ο ηλεκτροκινητήρας γεννήτρια 1 (MG1) λειτουργεί ως το στοιχείο ελέγχου για το σετ πλανητικών γραναζιού διαίρεσης ισχύος. Φορτίζει τη μπαταρία HV και τροφοδοτεί επίσης με ηλεκτρική ισχύ τη λειτουργία του Ηλεκτροκινητήρα Γεννήτριας 2 (MG2). Ο MG1 ελέγχει αποτελεσματικά τη λειτουργία της συνεχώς μεταβαλλόμενης μετάδοσης κίνησης του κιβωτίου ταχυτήτων και λειτουργεί ως μίζα του κινητήρα. Ο MG2 χρησιμοποιείται για την κινητήρα δύναμη στις χαμηλές ταχύτητες και για συμπληρωματική δύναμη στις υψηλές ταχύτητες. Παρέχει υποβοήθηση στην ισχύ του κινητήρα όπως απαιτείται, και βοηθά το όχημα στην επίτευξη άριστης δυναμικής απόδοσης. Επίσης, λειτουργεί ως γεννήτρια στη διάρκεια της πέδησης με ανάκτηση ισχύος.

Η μονάδα πλανητικών γραναζιών είναι μια μονάδα διαίρεσης ισχύος. Ο MG1 είναι συνδεδεμένος στο γρανάζι ήλιος, ο MG2 είναι συνδεδεμένος στην κορώνα και ο άξονας εξόδου του κινητήρα είναι συνδεδεμένος στον πλανητικό φορέα. Αυτά τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για να συνδυάσουν την παροχή ισχύος από τον κινητήρα και τον MG2 και για ανάκτηση ενέργειας προς τη μπαταρία HV. Το ηλεκτρικό ρεύμα μεταξύ των MG1, MG2 και της μπαταρίας HV ελέγχεται από τον αναστροφέα. Ο Αναστροφέας ή Αντιστροφέας μετατρέπει το συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης της μπαταρίας σε εναλλασσόμενο ρεύμα και ανορθώνει το εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής τάσης από τους MG1 και MG2 για την επαναφόρτιση της μπαταρίας υψηλής τάσης.

Η μπαταρία αποθηκεύει την ισχύ που ανακτάται από το MG2 στη διάρκεια της πέδησης με ανάκτηση ισχύος και την ισχύ που παράγεται από το MG1. Η μπαταρία παρέχει ισχύ προς τον ηλεκτροκινητήρα κατά την εκκίνηση από στάση ή όταν απαιτείται πρόσθετη ισχύς.
Κατά την εκκίνηση από στάση και κατά την κίνηση με χαμηλές ταχύτητες, το MG2 παρέχει την κύρια κινητήρια δύναμη. Ο κινητήρας μπορεί να τεθεί αμέσως σε λειτουργία εάν η Κατάσταση Φόρτισης (SOC) (State-of-Charge) της μπαταρίας HV είναι χαμηλή. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα πάνω από 25 έως 33 Km/h ο κινητήρας θα τεθεί σε λειτουργία.

Κατά την οδήγηση υπό κανονικές συνθήκες η ενέργεια του κινητήρα διαιρείται σε δύο διαδρομές, ένα μέρος κινεί τους τροχούς και ένα μέρος κινεί το MG1 για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Ο εγκέφαλος HV ελέγχει το ρυθμό κατανομής της ενέργειας για τη μέγιστη απόδοση.
Στη διάρκεια της πλήρους επιτάχυνσης η ισχύς που παράγεται από τον κινητήρα και το MG1 συμπληρώνεται από την ισχύ της μπαταρίας HV. Η ροπή του κινητήρα σε συνδυασμό με την ροπή του MG2 παρέχει την ισχύ που απαιτείται για την επιτάχυνση του οχήματος.
Κατά την επιβράδυνση ή την πέδηση οι τροχοί κινούν το MG2. Το MG2 ενεργεί ως γεννήτρια για την ανάκτηση της ισχύος. Η ενέργεια που ανακτάται από την πέδηση αποθηκεύεται στη συστοιχία μπαταριών HV.