內燃機汽車加一次油可以行駛400~500km,價格比電動汽車便宜,再加上目前充電的各種超級結構(infrastructure)還不完備等,為了減少Cq的排放量,折中結果是混合動力汽車。
混合動力汽車并非是最近的發展產物,早在20世紀60年代就提出來了,它將主動力裝置與儲能裝置結合起來。主動力裝置提供一般的動力需要;負荷平衡裝置則調節汽車的功率波動,當爬坡或加速時供給能量,而剎車時則回收儲存能量。一般的內燃機必須能迅速響應,供給足夠的能量。在快速加速時,常常在80kW以上;而在一般的公路上行駛少于8kW。由于負荷變化和快速響應的要求,降低了內燃機的熱效率。對于混合動力汽車,由于內燃機一直處在優化的水平上運行,因此效率高、排放量低。
由于混合動力汽車能回收剎車所消耗的能量,也可以使用一些響應慢的動力裝置如燃料電池、汽輪機等,缺點在于成本和復雜程度增加。當然,增加的效率要大于儲能及回收的損失。另外,可靠性、元件的壽命和成本問題也必須考慮。通過優化,與傳統的汽車相比,混合動力汽車的行駛里程極有可能達到內燃機汽車的2倍。
對于混合動力汽車用動力鋰電池,如果直接采用類似電動車用的鋰電池,顯然太重,必須小型化,同時輸出功率要求高。從設計角度而言,與電動汽車所用的電池并不完全一樣。為了得到輸出功率大的電池,首先電池內阻應盡可能小,即取決于正、負極材料。在充放電時,界面阻抗、電極副反應應盡可能少。同時為了降低阻抗,電極面積應盡可能大。這樣要求電極向薄膜化方向發展。另外隔膜的厚度、孔的結構及組成、電解質的構成等均對阻抗有一定影響。目前開發的混合動力汽車用單體電池尺寸為直徑50mmx250mm,質量為1.24kg,充電到4.OV時,容量可達22Ah,通常以磷酸鐵鋰電池體系為主。