เป็นที่ทราบกันดีว่าพลังงานเชื้อเพลิงจากน้ำมันปิโตรเลียมมีบทบาทมากเพียงไร นั่นเป็นเพราะว่ารถยนต์มีความต้องการด้านพลังงานอยู่มาก และนับวันก็จะมีมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งไม่เกินสิบปีนับจากนี้ น้ำมันปิโตรเลียมจะมีแนวโน้มหมดไปด้วยเช่นกัน จึงต้องมีการนำเข้าน้ำมันปิโตรเลียมปีละเป็นจำนวนมาก ทำให้สูญเสียเงินตราต่างประเทศเป็นจำนวนมากเช่นกัน
ด้วยเหตุนี้ภาครัฐบาลจึงร่วมมือกับภาคเอกชนให้มีการหาพลังงานทางเลือกใหม่แทนการ ใช้น้ำมันปิโตรเลียม ซึ่งหนึ่งในพลังงานทางเลือกสำหรับยานยนต์ คือ ยานยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า
ปัจจุบันนี้ “ยานยนต์ไฟฟ้า” (Electirc Vehicle) กลับมีทั้งสมรรถนะขับขี่ และระยะทางการใช้งานต่อการเติมเชื้อเพลิง 1 ครั้ง อยู่น้อยมาก ทำให้มีการพัฒาระบบยานยนต์ผสานกับระบบเครื่องยนต์สันดาปภายใน และระบบไฟฟ้าขึ้นมา
เทคโนโลยียานยนต์ประหยัดน้ำมัน (Hybrid Electric Vehicle) จึงได้ผสานเครื่องยนต์สันดาปภายในของรถปัจจุบัน พร้อมด้วยแบตเตอรี่ และมอเตอร์ไฟฟ้าของรถไฟฟ้า ยังผลให้มีการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงประมาณ 2 เท่า
และจากการผสานทั้งสองระบบนี้เอง ทำให้มีการเติมน้ำมันแต่ละครั้งนานขึ้น แต่ทว่า กลับช่วยทั้งด้านการประหยัดพลังงานและสิ่งแวดล้อม นั่นหมายถึง การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง และไอเสียต่ำนั่นเอง
เวลาเดียวกัน ระบบ Hybrid Power ก็มีการพัฒนาขึ้น เพื่อชดเชยการใช้งานยานยนต์ไฟฟ้า (Electric Vehicle) ที่ใช้แบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว เนื่องจากแบตเตอรี่สามารถสนับสนุนพลังงานที่เพียงพอใช้ สำหรับระยะทางสั้นเท่านั้น
ส่วนชิ้นส่วน Generator on board ที่ให้กำลังโดยเครื่องยนต์สันดาปภายใน ก็สามารถติดตั้งและใช้สำหรับการเดินทางระยะยาวกว่า จึงดูประหนึ่งว่า Hybrid เป็นระบบที่เหมาะกับการใช้งานมากกว่า ขณะที่ยานยนต์ไฟฟ้ากลับถูกใช้ในตลาดเฉพาะ (Niche Market) นั่นคือ การวิ่งในระยะทางไม่ไกล
ฉะนั้นการทำงานของยานยนต์ Hybrid Electric Vehicle จึงสามารถผสานสองแหล่งพลังงานได้หลายแบบ คือ
แบบแรก เป็นแบบขนาน (Parallel hybrid) ประกอบด้วยชุดถังน้ำมันที่สนับสนุนเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์เบนซิน และชุดแบตเตอรี่ที่สนับสนุนกำลังให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งทั้งเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้าสามารถขับเคลื่อนชุดส่งกำลัง (transmission) เพื่อไปหมุนล้อ
แบบที่สอง เป็นแบบอนุกรม (Series hybrid) โดยเครื่องยนต์จะไปหมุน Generator และ Generator จะ ส่งพลังงานไปเก็บในแบตเตอรี่ หรือให้กำลังแก่มอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนชุดส่งกำลัง ซึ่งเครื่องยนต์จะไม่ได้ให้กำลังกับชุดขับเคลื่อนโดยตรง
แบบที่สาม เป็นการเอาทั้งแบบแรกและแบบที่สองมารวมกัน
จึงขอยกตัวอย่างการทำงานของยานยนต์ Hybrid Electric Vehicle จากการทำงานของ Toyota Prius ซึ่งเป็นการผสานสองแหล่งพลังงานแบบผสม ระหว่างแบบขนานและอนุกรม ดังนี้
1. ที่ความเร็วต่ำ (Low speeds) จากเริ่มออกตัวสู่ความเร็วต่ำ พลังงานจากแบตเตอรี่ (Transaction Battery) จะถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อขับชุดอุปกรณ์ส่งถ่ายกำลังแบบแยก (Power Split Device) เพื่อขับเคลื่อนล้อรถ และเมื่อที่พลังงานสะสมในแบตเตอรี่ต่ำ เครื่องยนต์จะมีการทำงานและเปลี่ยนรูป จากพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าโดย Generator และไปสะสมไว้ในแบตเตอรี่
2. ที่อัตราเร่งสูง (Heavy Acceleration) พลังงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนจะมาจากเครื่องยนต์ โดยส่วนหนึ่งเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าโดย Generator ไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อขับชุดอุปกรณ์ส่งถ่ายกำลังแบบแยก (Power Split Device) เพื่อไปขับเคลื่อนล้อรถ นอกจากนี้ ยังมีพลังงานเพิ่มเติมที่ใช้ในการขับเคลื่อนจากแบตเตอรี่อีกทางหนึ่งด้วย
3. การขับขี่บนทางด่วน (Highway Cruising) พลังงานที่ใช้ขับเคลื่อนจะมาจากเครื่องยนต์ โดยส่วนหนึ่งเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าโดย Generator ไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อขับชุดอุปกรณ์ส่งถ่ายกำลังแบบแยก (Power Split Device) เพื่อไปขับเคลื่อนล้อรถ ขณะที่ความเร็วลดลง ซึ่งพลังงานกลบางส่วนที่ได้จากเครื่องยนต์ จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานไฟฟ้าโดย Generator และไปสะสมไว้ในแบตเตอรี่
4. เมื่อมีการลดความเร็วหรือเบรก พลังงานจลที่ได้จากการลดความเร็วหรือเบรก จะถูกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยมอเตอร์ไฟฟ้า (ขณะนี้ทำหน้าที่เป็น Generator) แล้วไปสะสมในแบตเตอรี่
5. ขณะรถยนต์หยุดนิ่ง (At a stop) เครื่องยนต์จะหยุดการทำงาน เพื่อเป็นการประหยัดความสิ้นเปลืองการใช้พลังงานเชื้อเพลิง ขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้าทำงานอย่างเงียบ ๆ โดยเตรียมพร้อมเพื่อทำงานต่อไป และเมื่อใดที่พลังงานสะสมในแบตเตอรี่ต่ำ เครื่องยนต์จะมีการทำงานและเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าโดย Generator และไปสะสมไว้ในแบตเตอรี่
โตโยต้า Prius นับเป็นเจอนเรชันที่ 2 ของระบบโตโยต้าไฮบริด (TOYOTA HYBRID SYSTEM-II หรือ THS-II) ซึ่งถือเป็นขุมพลังไฮบริดเต็มรูปแบบ เนื่องจากสามารถแยกการทำงานได้อย่างอิสระ เช่น เครื่องยนต์เบนซินอย่างเดียว มอเตอร์ไฟฟ้าอย่างเดียว หรือ ทั้ง 2 อย่างควบคู่กัน ซึ่งต่างจากระบบ MILD HYBRID ในโตโยต้าคราวน์ ที่มอเตอร์ไฟฟ้าแค่ช่วยเสริมการทำงานของเครื่องยนต์เท่านั้น
สำหรับ THS-II ที่นำมาใช้กับ Prius ใหม่ ประกอบด้วยเครื่องยนต์เบนซิน รหัส 1NZ-FXE 4 สูบ DOHC 16 วาล์ว 1,496 ซี.ซี. VVT.I และ ระบบลิ้นปีกผีเสื้อไฟฟ้ามีกำลังสูงสุด 77 แรงม้า (PS) ที่ 5,000 รอบ/นาที แรงบิด 11.7 กก.-ม. ที่ 4,200 รอบ/นาที เกียร์อัตโนมัติ SUPER CVT ขับเคลื่อนล้อหน้า
ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นรุ่นใหม่ล่าสุด 3 CM ได้รับการปรับปรุงให้กำลังสูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น50 กิโลวัตต์ หรือ 68 แรงม้า (PS) ที่ 1,200-1,540 รอบ/นาที แรงบิด 40.8 กก.-ม.ที่ 0-1,200 รอบ/นาที พร้อมแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮดราย และตัวเพิ่มกำลังไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ เพื่อไปขับมอเตอร์ 500 โวลต์
อัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงโดยเฉลี่ย 10-15 โหมดของรัฐบาลญี่ปุ่น ประหยัดถึง 35.5 กิโลเมตร/ลิตร และมีมลพิษต่ำจนผ่านมาตรฐานไอเสียระดับ AT-PZEV-ADVANCED TECHNOLOGY PARTIAL ZERO EMISSION VEHICLE ของประเทศสหรัฐอเมริกา มลรัฐแคลิฟอร์เนียได้อีกด้วย
นอกจาก Toyota Prius แล้ว ยังมีอีกหลายบริษัทที่มีการวิจัยพัฒนายานยนต์ Hybrid Electric Vehicle เช่น Honda, General Motor, Ford, Daimler Chysler เป็นต้น
อย่างไรก็ตาม Hybrid Electric Vehicle ก็มีข้อได้เปรียบเหนือยานยนต์ในปัจจุบัน คือ
ความสามารถในการ Regenerative braking ช่วย ลดการสูญเสียพลังงาน และนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ เมื่อมีการลดความเร็วหรือหยุดรถ, เครื่องยนต์มีขนาดที่เหมาะสมทำให้ลดน้ำหนักของเครื่องยนต์ลง, ประหยัดพลังงานเชื้อเพลิงมากขึ้น, วัสดุที่มีน้ำหนักเบาทำให้ลดน้ำหนักของยานยนต์ และมลพิษจากยานยนต์ลดลง
อนึ่งแม้ Hybrid Electric Vehicle จะไม่ได้ให้ค่ามลพิษเท่ากับศูนย์ เนื่องจากมีการเผาไหม้ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่ก็ยังช่วยลดมลพิษที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนได้ประมาณครึ่งหนึ่ง และอาจมีการพัฒนาให้ลดได้มากกว่านี้ ซึ่งปัจจุบันนี้ Hybrid Electric Vehicle มีต้นทุนที่สูงกว่ายานยนต์ แต่ทว่า ต้นทุนที่สูงกว่าก็อาจถูกทดแทนด้วยการประหยัดน้ำมัน ดังเช่น ประเทศสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น ก็สามารถนำมาจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ได้แล้ว เป็นต้น
สำหรับประเทศไทย ขณะนี้บริษัทฮอนด้า ได้เริ่มนำ Hybrid Electric Vehicle รุ่น Civic มาทดลองตลาดแล้ว และแนวโน้มในอนาคตอันใกล้ เชื่อว่าคงมีโอกาสเป็นเจ้าของ Hybrid Electric Vehicle อย่างแน่นอน เพราะรัฐบาลเริ่มมีการปรับลดภาษีสรรพสามิตร้อยละ 10 แล้ว