发最早可以回溯至2003年时由JR东日本与铁道综合技术研究所（JR总研）所合作开发、被暱称为「NE Train」（）的KiYa E991型（）实验车。根据E991型的实验结果，JR东日本委託东急车辆制造打造三辆试产车，于2006年末出厂，并在2007年（平成19年）7月31日时配属至小海线营业所，于旗下的高海拔山区路线——小海线进行营运，成为全世界最早投入实际营运的混合动力车辆。利用KiHa E200试产车实际投入营运的过程中所收集到的各种资料，JR东日本在2010年时推出了第一款正式量产的混合动力列车