蓄電池電車
路面電車形のハイブリッド電車については日本では今のところ実際に採用された事例はない。
一方、東日本旅客鉄道(JR東日本)では2009年にクモヤE995-1をハイブリッド方式に改造して試験を開始し、その後、営業運転用のEV-E301系を製造、2014年3月に烏山線で営業運転を開始した。架線・蓄電池ハイブリッド方式としては、これが日本初の営業用蓄電池電車となった。ほかに2011年2月7日から14日にかけて西日本旅客鉄道(JR西日本)が223系2000番台1編成を使用して試験走行を行っている。
JR東日本のクモヤE995-1・EV-E301系やJR西日本の試作改造車は直流形であるが、鉄道総合技術研究所では2012年度より九州旅客鉄道(JR九州)と共同で交流形の架線・蓄電池ハイブリッド方式車両の開発に着手し、817系V114編成を改造し試験を実施した。その後これを量産化したBEC819系が2016年10月に筑豊本線で営業運転を開始した。またJR東日本ではBEC819系を耐寒耐雪構造化するなどのマイナーチェンジを行ったEV-E801系を導入、2017年3月から男鹿線で営業運転を開始した。
なお、JR東日本では非電化区間の終点にも剛体架線を用いた急速充電設備を設置し、充電を行っている。
気動車よりも航続距離が短く、(現時点では)高速化や長距離の路線での運行には適さない。このため2023年現在で日本国内で実用化されている路線は、JR東日本の男鹿線と烏山線、JR九州の若松線(筑豊本線)、香椎線といった蓄電池走行での運用距離が片道20〜30kmの短距離に限られている。
気動車の給油にかかる時間と比較して充電には長時間がかかる。
化石燃料と比較して蓄電池はエネルギー密度が低いため、気動車と比較して蓄電池電車は重くなるので出力重量比が小さくなり、加減速性能が劣る。
従来の電車と同じだが、台車は蓄電池が搭載される分だけ重量が増すのでより頑丈に作られる。