豐田THS系統(tǒng)的工作原理主要包括以下方面。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，不使用專門起動(dòng)機(jī)，而是用發(fā)電機(jī)起動(dòng)。汽車起動(dòng)時(shí)散熱器未工作，無熱量交換，燃料從油箱到發(fā)動(dòng)機(jī)，電力從高壓電池經(jīng)充電用DC/DC、驅(qū)動(dòng)電池用逆變器到發(fā)電機(jī)，動(dòng)力從發(fā)電機(jī)到發(fā)動(dòng)機(jī)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需熱機(jī)或蓄電池要充電時(shí)，燃料從汽油箱到發(fā)動(dòng)機(jī)，電力從高壓電池經(jīng)充電用DC/DC、驅(qū)動(dòng)電池用逆變器、升壓電路到電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)到差速器（車輪）。

汽車大轉(zhuǎn)矩或急加速起步時(shí)，燃料從汽油箱到發(fā)動(dòng)機(jī)，電力從發(fā)電機(jī)到驅(qū)動(dòng)電池用逆變器、高壓電池，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)到發(fā)電機(jī)、差速器（車輪），電動(dòng)機(jī)也到差速器（車輪）。

車輛正常行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力超需求時(shí)，采用串聯(lián)工作模式，電力從發(fā)電機(jī)到驅(qū)動(dòng)電池用逆變器、高壓電池，再到升壓逆變器、電動(dòng)機(jī)，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)到發(fā)電機(jī)、差速器（車輪），電動(dòng)機(jī)也到差速器（車輪）。

發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和蓄電池全輸出動(dòng)力時(shí)，電力從發(fā)電機(jī)到逆變器、高壓電池，動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)到發(fā)電機(jī)、差速器（車輪）。

汽車倒車或緩行等工況，采用電動(dòng)機(jī)行駛模式，動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)到差速器（車輪），電力從高壓電池經(jīng)驅(qū)動(dòng)電池用逆變器、升壓電路到電動(dòng)機(jī)。

汽車制動(dòng)、下坡行駛時(shí)，采用制動(dòng)能量回收模式，電力從發(fā)電機(jī)到逆變器、高壓電池、發(fā)電機(jī)、逆變器用冷卻器。

汽車滑行且空調(diào)關(guān)閉時(shí)，THS系統(tǒng)停止工作。

THS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理是發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)通過一個(gè)行星排耦合，發(fā)電機(jī)連太陽輪，發(fā)動(dòng)機(jī)連行星架，電機(jī)連外齒圈并通過主減速器與輪端連接。由于行星排，有兩個(gè)有趣現(xiàn)象。一是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速（輪端轉(zhuǎn)速）有固定數(shù)學(xué)關(guān)系，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與輪端解耦。二是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩會(huì)按固定比例分給發(fā)電機(jī)、輪端，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與輪端耦合。這使得THS介于串聯(lián)與并聯(lián)之間。

THS有純電和混動(dòng)兩種工作模式。純電模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)不工作，電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)輪端。混動(dòng)模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)同時(shí)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，發(fā)電機(jī)控制轉(zhuǎn)速，電機(jī)兜底扭矩需求。

THS優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速解耦，低車速燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性好。缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩與輪端不解耦，啟機(jī)控制難，高車速下效率低，存在功率循環(huán)，發(fā)電機(jī)低效率放電，電機(jī)低效率充電。