Le principali tecnologie attualmente impiegate si basano principalmente sulle batterie al Piombo, nelle versioni piombo-acido (a basso costo ma onerose quanto a manutenzione), piombo-gel (con elettrodi piani o a spirale) e con elettrolita adsorbito (che promettono una maggiore potenza specifica). Sul mercato sono presenti (ma se ne sottolinea l'ancora basso impiego per la trazione) le batterie nichel-cadmio; occorre peraltro osservare che, per la tossicità propria del Cadmio, tali tecnologie potrebbero essere prossimamente bandite nell'Unione Europea. Sono infine in fase di sperimentazione le tecnologie basate su ioni di litio (Li+) o Polimeri. Attualmente sembrano foriere di buoni risultati le tecnologie nichel-metallo-idruro (NiMH), oltre ad una potenza specifica pressoché doppia, presenterebbero minori problemi di smaltimento e riciclaggio. Ancora più elevata potenza specifica e minor impatto ambientale promettono le ZEBRA (Zero Emission Battery Research Activity) basate su tecnologie nichel-cloruro di sodio (Na/NiCl2). Tra le proposte pervenute dalle attività di ricerca appare interessante anche la tecnologia sodio-zolfo, con cui può essere raggiunta una densità di energia anche di 100 Wh/kg con ingombri più ridotti. Va sottolineato che batterie quali quelle al sodio e cloruro di nichel necessitano di temperature di lavoro comprese tra i 270 °C e i 350 °C. Le batterie sono uno dei più importanti sottosistemi di un HEV e la loro giusta scelta rappresenta uno dei segreti per la buona funzionalità di tale veicolo. Tale scelta dipende da come le caratteristiche della batteria stessa si combinano con quello dell'HEV. Tra queste caratteristiche si ricordano:

• Capacità: una batteria non è un semplice contenitore nel quale si mette e si estrae energia; la quantità di energia che se ne può estrarre dipende, infatti, da diversi fattori, quali la temperatura, il grado di scarica, il tipo e l'età della batteria. La capacità di una batteria, misurata in Ah, è la carica elettrica che la batteria può erogare sotto determinate condizioni.

Spesso ci si riferisce ad una scarica a corrente costante, ma ultimamente si prevedono prove a scariche a corrente variabile per simulare ciò che avviene nelle condizioni di funzionamento di un autoveicolo. Se ci riferisce alla scarica a corrente costante Cn denota la capacità alla scarica in n-ore. La corrente di scarica corrispondente sarà pari a I = Cn/n. Ad esempio C5 =100Ah significa che scaricando la batteria con una corrente pari a I = 100/5 = 20 A la scarica durerà 5 ore;
Tensione: è il voltaggio complessivo del pacco di batterie collegate. Esso è riferito alla batteria carica, infatti, durante la scarica il voltaggio segue l'andamento raffigurato in seguito. Dopo il tempo td* la batteria non è più in grado di fornire una tensione sufficiente per garantire il suo funzionamento.

• Profondità di scarica: generalmente una completa scarica della batteria distrugge la batteria stessa, o quanto meno ne abbrevia drasticamente la vita. è possibile però scaricare la batteria fino ad un certo livello (DoD Depth of Discharge), ma lo si può fare per un numero limitato di volte. Ad esempio dire DoD = 80% ad una corrente di scarica pari a C5/5, significa parlare della condizione nella quale la batteria, inizialmente carica, è scaricata alla corrente costante pari a C5/5, fino a che non è stato estratto l'80% della carica C5, ovvero in termini di tempo quando td = 0.8 td*.

• Temperatura d'esercizio: le batterie lavorano in modo ottimale in un determinato range di temperatura che è funzione del tipo di batteria stessa. Al di fuori di tali limiti le prestazioni delle batterie vanno a scadere o addirittura si possono verificare delle rotture. Se ad esempio si scende a basse temperature è possibile che l'acqua, contenuta nelle batterie ghiacci, e aumentando il suo volume, causi danni irreparabili alle celle.
• Peso/Volume: in funzione del tipo di batteria, esiste uno stretto legame tra peso o volume e energia/potenza specifica e densità di energia/potenza. L'energia/potenza specifica da una misura di quanta energia/potenza può essere estratta da una batteria per unità di volume della batteria stessa. La potenza specifica, in particolar modo diventa un parametro fondamentale, infatti, è possibile che, a seconda del dimensionamento del veicolo e dello stato di carica della batteria, pur essendo presente in batteria ancora una sufficiente quantità di energia, essa non possa essere erogata con sufficiente rapidità non garantendo al veicolo le prestazioni minime richieste per un utilizzo sicuro e confortevole nel traffico.

Altri due parametri fondamentali di una batteria, soprattutto in funzione della gestione di un veicolo ibrido sono il SOC (State of change) ed il SOE (State of energy): il primo denota il livello di carica di una batteria in un determinato momento del suo funzionamento, mentre, il secondo denota la capacità di fornire o accumulare energia. Si riporta di seguito la tabella in cui sono definite le principali caratteristiche delle batterie attualmente usate, o in via di sviluppo, negli HEV.

Pb	25-35	75-130	200 400	-18 / + 70	2-3	Prodotta	100 125	Carta Bus
Pb Avanzate	35-42	240 414	500 800	/	/	Prodotta	Audi
Ni-Metal Hydride	50-80	150-250	600-1500	/	/	Prototipo	525-540	Toyota RAV4
Ioni Li-	100-150	300	400-1200	/	/	Prototipo	Nissan

Le batterie al piombo sono sicuramente le più diffuse in campo automobilistico, visto il basso costo ed una certa riciclabilità, hanno però una bassa energia specifica ed una vita a cicli carica/scarica breve; nuove batterie di questo tipo garantiscono una vita più lunga e quindi permettono il loro utilizzo sugli HEV. Le Ni-Metal hydride hanno elevata potenza ed energia specifica ed una vita a cicli di carica/scarica lunga; il loro costo elevato, e l'elevata generazione di calore ne limitano l'uso sugli HEV. Le batterie a ioni di litio sembrano essere le batterie ideali per un HEV: alta potenza ed energia specifica, buon comportamento alle alte temperature, bassa autoscarica, una vita abbastanza lunga e la quasi completa riciclabilità dei suoi componenti sono tra le caratteristiche che le contraddistinguono. Purtroppo alti costi e una tecnologia produttiva non ancora matura, ne limitano l'utilizzo ad applicazioni sperimentali.