a. Kiểu nối tiếp
Động cơ điện truyền lực đến các bánh xe chủ động, công việc duy nhất của động cơ nhiệt là sẽ kéo máy phát điện để phát sinh ra điện năng nạp cho ắc quy hoặc cung cấp cho động cơ điện. Dòng điện sinh ra chia làm hai phần, một để nạp ắc quy và một sẽ dùng chạy động cơ điện. Động cơ điện ở đây còn có vai trò như một máy phát điện (tái sinh năng lượng) khi xe xuống dốc và thực hiện quá trình phanh.
Hình 3.2 Hệ thống xe Hybrid nối tiếp
Ưu điểm: Hệ thống truyền lực của xe được điều khiển như một hệ thống truyền lực điện. Ở sơ đồ này không cần bố trí hộp số cơ khí nhiều cấp số truyền (hoặc là không cần hộp số). Có thể sử dụng động cơ ở từng bánh xe thay cho bộ truyền vi sai, tạo ra truyền động kiểu 4WD. Động cơ đốt trong có thể chọn ở chế độ hoạt động tối ưu và không khi nào hoạt động ở chế độ không tải nên giảm được ô nhiễm môi trường. Mặt khác động cơ đốt trong chỉ hoạt động nếu xe chạy đường dài quá quãng đường đã quy định dùng cho ắc quy.
Nhược điểm: Năng lượng từ động cơ bị biến đổi 2 lần làm giảm hiệu suất truyền động, bố trí thêm máy phát làm tăng khối lượng xe, kích thước và dung tích ắc quy có kích thước lớn hơn so với kiểu truyền động song song,
động cơ đốt trong luôn làm việc ở chế độ nặng nhọc, động cơ điện có khối lượng lớn (để đáp ứng được công suất yêu cầu).
b. Kiểu song song
Dòng năng lượng truyền tới bánh xe chủ động đi song song. Cả động cơ nhiệt và động cơ điện cùng truyền lực tới trục bánh xe chủ động với mức độ tùy theo các điều kiện hoạt động khác nhau. Ở hệ thống này động cơ nhiệt đóng vai trò là nguồn năng lượng truyền mô men chính còn động cơ điện chỉ đóng vai trò trợ giúp khi tăng tốc hoặc vượt dốc.
Kiểu này không cần dùng máy phát điện riêng do động cơ điện có tính năng giao hoán lưỡng dụng sẽ làm nhiệm vụ nạp điện cho ắc quy trong các chế độ hoạt động bình thường, ít tổn thất cho các cơ cấu truyền động trung gian, nó có thể khởi động động cơ đốt trong và dùng như một máy phát điện để nạp điện cho ắc quy.
Ưu điểm: Công suất của xe sẽ mạnh hơn do sử dụng cả hai nguồn năng lượng, mức độ hoạt động của động cơ điện ít hơn động cơ nhiệt nên dung lượng bình ắc quy nhỏ và gọn nhẹ, trọng lượng bản thân của xe nhẹ hơn so với kiểu ghép nối tiếp và hỗn hợp.
Nhược điểm: Động cơ điện cũng như bộ phận điều khiển có kết cấu phức tạp, giá thành đắt và động cơ nhiệt phải thiết kế công suất lớn hơn kiểu lai nối tiếp.
Hình 3.3 Hệ thống xe Hybrid song song c. Kiểu hỗn hợp
Hệ thống này kết hợp cả hai hệ thống nối tiếp và song song nhằm tận dụng tối đa các lợi ích được sinh ra. Hệ thống lai nối tiếp có một bộ phận gọi là thiết bị phân chia công suất chuyển giao một tỷ lệ biến đổi liên tục công suất của động cơ nhiệt và động cơ điện đến các bánh xe chủ động. Hệ thống này chiếm ưu thế trong việc chế tạo xe Hybrid.
Luôn hoạt động ở chế độ tối ưu nên khắc phục được các nhược điểm của truyền động nối tiếp và song song như: sử dụng phương pháp tái sinh năng lượng để tạo ra dòng điện nạp cho ắc quy, giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu
Hình 3.4 Hệ thống xe Hybrid hỗn hợp
động cơ điện được dùng trong các chế độ gia tốc hoặc tải lớn nên động cơ đốt trong chỉ cần cung cấp công suất vừa đủ do đó có thể thiết kế động cơ có kích thước nhỏ gọn, công suất và mô men của động cơ đốt trong được chọn trong vùng hoạt động tối ưu(do tính toán chọn trước dãy tốc độ phù hợp), nguồn công suất và mô men sau khi phối hợp giữa hai động cơ được gần như lý tưởng.
Tuy nhiên ở sơ đồ hỗn hợp thì xe có kết cấu phức tạp và giá thành cao.