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从理论上来说，混合动力汽车与汽油车相比，燃油效率更高，但与电动车相比，效率却更低。因为它们是半电动，半汽油。传统燃油汽车效率比较低（25%左右），因为燃烧产生的热量很多都是以废热的形式排放掉了，而电动汽车的效率很高，甚至可以达到90%。

混合动力汽车具有电动汽车和内燃机的两套系统也帮助它更好的省油，对于汽车来说，良好的变速箱可以优化转速，但无法优化动力。大多数巡航情况将需要更少的动力，而加速情况则需要更多动力。小型，动力不足的汽车往往更省油的原因是，巡航能带来更好的燃油经济性。 混合动力电动汽车不存在此问题。首先，它可以使用内燃机的不同设计，该设计效率更高，但功耗更低且rpm范围更小。在其最佳状况下，它的效率可以超过40％。此外： 在功率非常低的情况下，它可以仅使用其电动机。 在低功率情况下，它将在最佳位置运行发动机并节省电池中的多余能量。丰田称其为“自充电”。 在许多大功率情况下，发动机仍将在最佳位置运行，消耗其之前节省的能量。

混合动力汽车还可以使用再生制动来节省一些通常会损失的能量。 例如：混合动力车（或电动汽车）可以将轻刹车推压成电能，然后存储在电池中。到了该走的时候，电源就会从电池中流回并流回电动机，从而节省能源。