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丰田混动技术原理说起来较复杂，其主要就是利用电机与发动机串并联的方法驱动车辆，在收油门时发动机会熄火，这样利用车轮回收能量，给电池存电。丰田混动系统是由两台电动马达和一台发动机组成。其中的一台电动马达与发动机直接相连，另外一台则没有直接连接发动机。

丰田这套系统最为关键的设计就是复合式行星齿轮变速箱。发动机和与其相连的电动马达组合在一起形成一套驱动单元，另外一台电动马达形成第二个驱动单元。这两套单元可由车载电脑灵活调配，通过变速箱对驱动轮传递动力。加速时，第一套动力单元通过变速箱向车轮传递动力；在纯电力模式下，第二套动力单元取代发动机和电动马达，单独为车轮提供动力，此时发动机和与其相连的电动马达均处于关闭状态。车辆减速时，HSD混合动力系统的电动马达会转变为向电池组充电的发电机。当电池组充满电后，发动机所产生的电能将会输往与发动机相连的电动马达，马达通过对发动机转速的干预来达到辅助车辆减速的目的。所以当驾驶一辆丰田品牌的混合动力车时，并不需要对刹车踏板过分敏感，电动马达提供的减速度已经基本够用。只有在停车或遇上紧急情况时车辆原本的刹车系统才能派上用场。这套系统的诞生为由车载电脑控制的线控刹车及油门系统提供了前提条件。