不同于串联式混合动力系统，并联式混合动力系统中的发动机与电动机则都可直接将动能传导至驱动轮上使汽车行驶。相当于汽车分别保有两套独立的动力总成，并且两套动力总成即可分别独立工作亦可协同工作同时提供汽车的驱动力。
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混联式混合动力系统的能力最为丰富，它具有一个动力分配系统，会将发动机所产生的动能进行分配，可全部作用于汽车驱动轮使车辆行驶，或全部作用于发电机进行对电池的充电；它还可以进行精准的能量分配将一部分能量直接作用于车辆行驶，另一部分作用于发电机进行对电池的充电，而电池内电能当然也可驱动电动机带动车辆行驶，因此这类系统是最复杂，也是最讲究配合的一个，用好了力量无穷。
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这里面最具备这种特性的是混联式，像有些自主品牌的就是串并联双电机结构，发动机直连发电机（P1电机或ISG电机），通过离合器与减速齿轮相连，最后走向输出轴。而驱动电机（P3电机）直接通过减速齿轮，最终功率同样流向输出轴，效率高，省油。