系统由一个具有可逆作用的泵马达实现蓄能器中的液压能与车辆动能之间的转化，即在车辆制动时，蓄能系统将泵马达以泵的形式工作，车辆行驶的动能带动泵旋转，将高压油压入蓄能器中，实现动能到液压能的转化;在车辆起动或加速时，蓄能系统再将泵马达以马达的形式工作，高压油从蓄能器中输出，带动马达工作，实现液压能到车辆动能的转化。
蓄能器主要有重锤式、弹簧式和充气式，其中以气体储能器使用最为广泛。该储能器是在钢制的能承受压力的容器内装有气体和油，中间以某种材料隔开，按隔离方式分为活塞式和皮囊式两种，都是利用密封气体的可压缩性原理制成。
液压储能的单位体积内的包含的能量比飞轮储能与蓄电池储能都小，但其在三者中，具有最大的功率密度，能在车辆起步和加速时提供给车辆所需要的大扭矩。同时，液压储能系统可较长时间储能，各个部件技术成熟，工作可靠，总系统实现技术难度小，便于实际商业化应用。
液压储能的应用实例包括PSA(标致雪铁龙集团)的HybridAir技术，相比油电混动，HybridAir的优点是结构相对比较简单、成本低、可靠性高。不存在电池使用寿命问题，理论上能做到整套系统与车辆同寿命，降低成本。
而该技术的潜在缺点包括，储存能量不足导致的混合深度可能有限，另外压缩释放空气还会出现震动、噪音控制问题。
目前这项技术尚处于研发阶段，根据雪铁龙官方给出的信息——在城市道路上节油能达到45%，在综合道路上则能达到35%。此项技术与1.2VTi发动机搭配装在雪铁龙C3上，已经可以在一定程度上完成2.9L的百公里油耗。而据雪铁龙的技术人员称，他们的终极目标，是要做到2.0L/百公里。如果届时量产车型能达到这样的效果，HybridAir有一定的概率会成为混合动力中的另一大分支技术而受到更广泛的应用。
油电混合是最主流的混合动力原理。系统以具有可逆作用的发电机/电动机实现电池中的电能和车辆动能的转化。
在车辆制动时，发电机/电动机以发电机形式工作，车辆行驶的动能带动发电机将车辆动能转化为电能并储存在电池中。在车辆起动或加速时，发电机/电动机作为电动机驱动汽车。
电池储能的功率密度低，过充电、过放电和频繁充放电都会影响寿命，不能迅速转化吸收大量能量，难以满足车辆在制动或起动时的功率需求。因此人们开发了车用超级电容，能适应瞬间充放电和频繁充放电，循环寿命长，受低温影响小，电量检测方便，而且超级电容器的生产所带来的成本每年都在以低于10%的比例减少。
但是超级电容也有单位体积内的包含的能量与电池差距较大、容易漏电等缺点，无法长期储存能量，所以也有研究人员在尝试电池电容混合的电力系统，同时兼顾电容充放电迅速和电池单位体积内的包含的能量相对较大的优点，用电容进行紧急充放电，用电池长期储存能量，电池和电容分工合作。
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