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Plug-in und normale Hybridfahrzeuge können mehrere Konfigurationen aufweisen. Die grundlegenden Elemente sind dabei der Elektromotor, ein Verbrennungsmotor und ein Batteriepack. Der Verbrennungsmotor entwickelt die Kraft. Der Elektromotor dient zum Fahren in der Stadt, bei geringer Geschwindigkeit, oder als Ergänzung zum Verbrennungsmotor.
Die Batterien von HEVs werden durch den Verbrennungsmotor und durch zurückgewonnene Bremsenergie geladen. PHEVs können zusätzlich an das Stromnetz angeschlossen werden, um ihre Batterien zu laden. Sie besitzen eine grössere Speicherkapazität, welche auch auf längeren Strecken eine rein elektrische Fahrweise ermöglichen, ohne aber eine durch die Batterien begrenzte Reichweite zu besitzen, wie dies bei Elektrofahrzeugen der Fall ist, da bei Bedarf immer noch der Verbrennungsmotor zugeschaltet werden kann.