日本の鉄道車両では様々な方式のハイブリッドシステムが試験されたが、現時点で実用化されているのはシリーズハイブリッド方式だけだ。システムはディーゼル発電ユニットと、リチウムイオン電池、駆動用モーターで構成される。必要に応じて発電電力と回生ブレーキの電力を充電し、リチウムイオン電池の電力と発電電力でモーターを駆動する。
このディーゼル発電ユニットの代わりにパンタグラフを搭載したのが蓄電池電車。電化区間ではパンタグラフで集電した電力で走行し、リチウムイオン電池に充電も行なう。非電化区間ではリチウムイオン電池の電力で走行する。また非電化区間の駅に設けられた急速充電設備で、短時間に充電することができる。
ある意味パンタグラフがプラグ的役割を果たしているが、エンジンを搭載していないのでPHEVというよりは純粋なEVに近い。EVと違うのは走りながら充電ができるという点で、これは架線集電設備を持つ鉄道ならではと言えるだろう。なお蓄電池電車についてはJR九州も実用化を予定している。
シリーズハイブリッド方式や蓄電池電車の狙いは、燃費改善や排出ガス低減、騒音低減に加えて、電車と駆動部品を共通化してイニシャルコストとランニングコストの低減、さらにディーゼルカーに搭載される液体変速機などの油脂使用部品を廃止してメインテナンスコストを低減させることだ。つまり基本思想は「自前で電力供給ができる電車」だ。
なお、現時点では実用化されていないがパラレルハイブリッドやマイルドハイブリッドの試験も行なわれている。また燃料電池ハイブリッド車の研究もしており、これらのシステムを搭載した車両が近い将来登場するかもしれない。
