Στην απλούστερή του μορφή, ένα υβριδικό σύστημα συνδυάζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης και ενός ηλεκτρικού μοτέρ. Ένα υβριδικό λοιπόν αυτοκίνητο συνδυάζει και χρησιμοποιεί δύο πηγές ενέργειας. Τη θερμοδυναμική που προέρχεται από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης και την ηλεκτρική που προέρχεται από τον ηλεκτροκινητήρα.

Για τη συνδυασμένη λειτουργία αυτών των δύο πηγών ενέργειας στην απλούστερη μορφή είναι απαραίτητη και η ύπαρξη άλλων βοηθητικών εξαρτημάτων όπως οι μπαταριές, η γεννήτρια και ο μετασχηματιστής. Ένα υβριδικό αυτοκίνητο μπορεί να κινείται είτε με τον έναν από τους δύο κινητήρες είτε με το συνδυασμό τους.

Ο ηλεκτροκινητήρας αναλαμβάνει τη κίνηση σε κάθε ξεκίνημα του αυτοκινήτου στην κυκλοφορία μέσα στην πόλη και σε πορεία χαμηλής ταχύτητας ενώ σε ανοιχτό δρόμο και γρήγορη κίνηση τον έλεγχο έχει ο βενζινοκινητήρας. Όταν όμως απαιτείται η μέγιστη ισχύς όπως σε ένα προσπέρασμα ή σε μια ανηφόρα αυτή εξασφαλίζεται από τη συνδυασμένη λειτουργία και των δύο κινητήρων, θερμικού και ηλεκτρικού.

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες από μόνοι τους έχουν το σοβαρό μειονέκτημα της μικρής αυτονομίας κίνησης του οχήματος. Η πηγή ενέργειας που χρησιμοποιούν είναι οι μπαταρίες και αυτές δεν μπορούν να πάνε το αυτοκίνητό μας μακριά.

Στο υβριδικό αυτοκίνητο όμως οι μπαταρίες φορτίζονται από μία γεννήτρια η οποία λειτουργεί χάρη στον βενζινοκινητήρα. Πιο αναλυτικά η χημική ενέργεια του καυσίμου μετατρέπεται με το βενζινοκινητήρα σε κινητική ενέργεια. Η κινητική ενέργεια μετατρέπεται με τη σειρά της σε ηλεκτρική από τη γεννήτρια. Η ηλεκτρική ενέργεια διοχετεύεται στον ηλεκτροκινητήρα που τη μετατρέπει ξανά σε κινητική ενέργεια κινώντας τους τροχούς. Η περισσευούμενη ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται στις μπαταρίες. Έτσι ένα υβριδικό όχημα συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της ηλεκτροκίνησης με τη μεγάλη αυτονομία των ορυκτών καυσίμων

Τα υβριδικά συστήματα μετάδοσης ισχύος μπορούν να ταξινομηθούν
σε τρεις βασικές κατηγορίες ανάλογα με τη συνδεσμολογία τους:

Σειριακά
Σε ένα σειριακό υβριδικό σύστημα μετάδοσης ισχύος την κίνηση δίνει αποκλειστικά ο ηλεκτροκινητήρας ο οποίος δέχεται ηλεκτρική ενέργεια είτε από μια συστοιχία μπαταριών είτε από μια Μηχανή Εσωτερικής Καύσης μέσω γεννήτριας. Ο κινητήρας είναι συνήθως μικρότερος σε ένα σειριακό σύστημα μετάδοσης ισχύος καθώς έχει να αντιμετωπίσει μέτριες σε ισχύ οδηγικές απαιτήσεις.

Παράλληλα
Σε έναν παράλληλο υβριδικό σύστημα μετάδοσης ισχύος ο κινητήρας και ο
ηλεκτροκινητήρας παράγουν την ισχύ για την κίνηση των τροχών ενώ βρίσκονται μόνιμα και ανεξάρτητα συνδεδεμένοι με το κιβώτιο ταχυτήτων. Αφού, σε αυτόν τον σχηματισμό, ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος απευθείας στους τροχούς, εξαλείφεται η μείωση της απόδοσης κατά την μετατροπή της μηχανικής σε ηλεκτρική, ενέργειας που συμβαίνει στα σειριακά σύστημα μετάδοσης ισχύος, κάτι που καθιστά αυτό το είδος των υβριδικών κατάλληλα για οδήγηση σε αυτοκινητοδρόμους.

Μικτά
Μικτά συστήματα μετάδοσης ισχύος είναι ουσιαστικά συνδυασμός σειριακών και παράλληλων. Είναι προφανές ότι το μικτό σύστημα έχει τη δυνατότητα καλύτερης απόδοσης απ’ ότι το κάθε σύστημα ξεχωριστά.

Επίσης μια άλλη ταξινόμηση των ηλεκτρικών υβριδικών σχημάτων αφορά τον τρόπο απόκτησης της ενέργειας κίνησης και διακρίνονται σε:

1) BEVs – Battery Electric Vehicles – Ηλεκτρικό όχημα με μπαταρίες
2) PIEVs – Plug-In Electric Vehicles – Ηλεκτρικό – υβριδικό όχημα
3) HEVs –Hybrid Electric Vehicles -Υβριδικό όχημα
4) PHEVs – Plug-In Hybrid Electric Vehicles – Plug-In Υβριδικά οχήματα
5) FCEVs – Fuel Cell Electric Vehicles – Ηλεκτρικό όχημα με κυψέλες καυσίμου

Κατηγορίες ηλεκτρικών – υβριδικών οχημάτων.

Είναι συμβατικά οχήματα τα οποία κινούνται είτε από κινητήρες βενζίνης είτε Diesel στα οποία η ηλεκτρική μίζα των 12 volt έχει καταργηθεί και στην θέση του συμβατικού εναλλάκτη έχει τοποθετηθεί μία ειδικά σχεδιασμένη και ενσωματωμένη μίζα-γεννήτρια.

Ένας άλλος υπο-τύπος που προστέθηκε στην υβριδική αγορά είναι το Υβριδικό Ηλεκτρικό Όχημα με Πρίζα Plug-in (PHEV). Το PHEV είναι συνήθως ένα γενικού καυσίμου-ηλεκτρικό (παράλληλο ή σειριακό) υβριδικό με αυξημένη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας (συνήθως μπαταρίες Li-ion). Μπορεί να συνδεθεί στο δίκτυο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος στο τέλος του ταξιδιού για να αποφευχθεί η φόρτιση με τη χρήση του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αυτή η φιλοσοφία είναι ελκυστική σε εκείνους που αναζητούν να ελαχιστοποιήσουν τις εκπομπές στον δρόμο αποφεύγοντας – ή τουλάχιστον ελαχιστοποιώντας – τη χρήση του κινητήρα εσωτερικής καύσης κατά τη διάρκεια της καθημερινής οδήγησης. Όπως με τα καθαρώς ηλεκτρικά οχήματα, η συνολική εξοικονόμηση εκπομπών, για παράδειγμα όσον αφορά το διοξείδιο του άνθρακα CO2, εξαρτάται από την πηγή της ενέργειας της εταιρείας που παράγει τον ηλεκτρισμό.

Για μερικούς χρήστες, αυτός ο τύπος οχήματος μπορεί επίσης να είναι οικονομικά ελκυστικός όσο διάστημα η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται είναι φθηνότερη από την βενζίνη / πετρέλαιο που θα είχε χρησιμοποιήσει σε διαφορετική περίπτωση. Μερικοί προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας προσφέρουν επίσης οφέλη τιμής για τους νυκτερινούς χρήστες εκτός αιχμής, πράγμα το οποίο αυξάνει περισσότερο την ελκυστικότητα της επιλογής της φόρτισης με πρίζα για επιβάτες και αστικούς αυτοκινητιστές.

Σημαντικά είναι τα πλεονεκτήματα των υβριδικών οχημάτων τόσο από πλευράς οικονομίας καυσίμου όσο και από πλευράς εκπομπών ρύπων.

Συνοπτικά  τα πλεονεκτήματα της υβριδικής κίνηση των αυτοκινήτων είναι τα εξής:

1) Μικρότερο μέγεθος Μηχανής Εσωτερικής Καύσης για ανάλογες αποδόσεις συμβατικού οχήματος.

2) Η Μηχανή Εσωτερικής Καύσης, τίθεται προσωρινά εκτός λειτουργίας, οπότε υπάρχει  μικρότερη κατανάλωση καυσίμου και λιγότερες εκπομπές καυσαερίων.

3) Η ηλεκτρονική διαχείριση κατάστασης  λειτουργίας ταυτόχρονα  Ηλεκτροκινητήρα και Μηχανής Εσωτερικής Καύσης δίνει την δυνατότητα να λειτουργεί  η Μηχανή Εσωτερικής Καύσης σε σταθερή ταχύτητα – φορτίο με σχετικά υψηλή απόδοση

4) Δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας  κατά το φρενάρισμα και εκμετάλλευση της ενέργειας αυτής για την  φόρτιση των µπαταριών

5) Καλή  Περιβαλλοντική Απόδοση.

Με εκπομπές CO2 στα 80g/km, το Honda Insight παρουσιάζει τις μικρότερες εκπομπές CO2 από κάθε όχημα με κινητήρα εσωτερικής καύσης που κυκλοφορεί στην αγορά, ενώ αντίστοιχα με εκπομπές CO2 104g/km, το Prius έχει τις χαμηλότερες εκπομπές CO2 από κάθε άλλο αυτοκίνητο ευρείας παραγωγής με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Οι εξαιρετικά χαμηλές εκπομπές του Prius είναι οι πιο εντυπωσιακές, δεδομένου ότι πρόκειται για ένα 5θέσιο οικογενειακό αυτοκίνητο και παρόλα αυτά παρουσιάζει χαμηλότερες εκπομπές από μικρά αυτοκίνητα Diesel όπως το Toyota Yaris, το Citroen C2 και το VW Lupo.

Συνεπώς είναι εύκολο να αντιληφθεί κανείς τον λόγο για τον οποίο τα υβριδικά αυτοκίνητα έχουν προκαλέσει τόση αίσθηση στον τομέα της αυτοκίνησης και της προστασίας του περιβάλλοντος τα τελευταία  χρόνια.

Κατά καιρούς έχουν υπάρξει κριτικές ότι τα υβριδικά οχήματα στην πράξη δεν επιτυγχάνουν τόσο χαμηλή κατανάλωση καυσίμου και εκπομπές CO2  τουλάχιστόν όχι τόσο χαμηλές ονομαστικές τιμές όσες ορίζει ο  κατασκευαστής. Όμως το πρόβλημα αυτό είναι σύνηθες σε όλα τα οχήματα ανεξαρτήτως τεχνολογίας και ακόμα δεν είναι σαφές εάν υπάρχει διαφορετική απόκλιση των πραγματικών από τις επίσημες ονομαστικές τιμές των υβριδικών οχημάτων σε σύγκριση με τις αντίστοιχες τιμές κατανάλωσης καυσίμου και εκπομπών CO2 των συμβατικών οχημάτων.

Γεγονός όμως είναι ότι τα υβριδικά οχήματα συμμορφώνονται με τις νομοθετικές απαιτήσεις εκπομπών ρύπων χωρίς ιδιαίτερα προβλήματα. Τη λύση φαίνεται πως θα δώσει και πάλι η τεχνολογία με τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα που άρχισαν να κυκλοφορούν στην χώρα μας, BMWi3.

Τα πρότυπα SULEV είναι 75% περίπου πιο αυστηρά από τα ULEV και σχεδόν 90% καθαρότερα από τα LEV για καυσαέρια που δημιουργούν αιθάλη.

Τα οχήματα SULEV θα εκπέμπουν λιγότερο από 500 gr υδρογονανθράκων σε 65.000 Κm οδήγηση.

Τα οχήματα AT-PZEV χρησιμοποιούν εξελιγμένη τεχνολογία ικανή να παράγει μηδενικές εκπομπές κατά τη διάρκεια τουλάχιστον μέρους του κύκλου ζωής του οχήματος.