Quản lý năng lượng trên xe hybrid bao gồm việc quyết định lượng điện năng được cung cấp tại mỗi thời điểm bởi các nguồn năng lượng có trong xe khi tồn tại một số ràng buộc (như duy trì giá trị SOC của ắc quy theo một giá trị quy định). Để đạt được điều này thì bài toán quản lí năng lượng trên xe hybrid có thể chuyển thành một bài toán tối ưu trong đó các giá trị tối ưu bao gồm chủ yếu là dòng năng lượng của hệ thống, nguồn năng lượng, ĐCĐT và ĐCĐ. Bài toán trên dẫn đến một số vấn đề kiểm soát xe hybrid điển hình như sau: [10,13,16]
a. Tối ưu hóa ĐCĐT: mỗi ĐCĐT đều có điểm tối ưu về mô men, tiết kiệm nhiên liệu và khí thải. Nếu ĐCĐT hoạt động ở những điểm này, có thể đạt được mức tối đa về tiết kiệm nhiên liệu, lượng khí thải tối thiểu. Đồng thời gia tăng tuổi thọ của ĐCĐT qua đó nâng cao hiệu quả sử dụng của phương tiện.
b. Giảm thiểu động lực học ĐCĐT:vì ĐCĐT có quán tính, năng lượng bổ sung được tiêu thụ để tạo ra tốc độ hoạt động thay đổi. Do đó, tốc độ hoạt động của ĐCĐT nên được giữ cố định càng nhiều càng tốt và nên tránh mọi thay đổi nhanh.
c. Tối ưu hóa tốc độ hoạt động của ĐCĐT:theo nguyên tắc làm việc của ĐCĐT, hiệu suất nhiên liệu của nó thấp nếu ĐCĐT hoạt động ở vùng tốc độ thấp. Tốc độ ĐCĐT có thể được kiểm soát độc lập với tốc độ xe và thậm chí có thể tắt khi tốc độ của nó thấp hơn một giá trị nhất định để đạt được lợi ích tối đa.
d. Giảm thiểu thời gian bật/tắt ĐCĐT: ĐCĐT trong xe hybrid có thể được bật và tắt thường xuyên vì nó có nguồn điện thứ cấp; hơn nữa, khi bật/tắt ĐCĐT có thể được xác định dựa trên phương pháp kiểm soát tối ưu để giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải.
e. Quản lý tối ưu trạng thái sạc pin (SOC): SOC của pin cần được kiểm soát tối ưu để cung cấp năng lượng cho xe và chấp nhận năng lượng tái tạo trong quá trình phanh hoặc xuống dốc cũng như tối đa hóa tuổi thọ của nó. Chiến lược điều khiển đơn giản nhất là tắt ĐCĐT nếu SOC của pin quá cao và bật ĐCĐT nếu SOC quá thấp. Chiến lược kiểm soát tiên tiến hơn sẽ có thể điều chỉnh công suất đầu ra của ĐCĐT dựa trên mức SOC thực tế của ắc quy.