Diesel-Hybrid Automobile müssen entsprechend der allgemeinen Definition für Hybride zwei verschiedene Energieumwandler (Diesel- und Elektromotor), sowie zwei im Fahrzeug eingebaute Energiespeicher (Tank und Akku) besitzen.
Genutzt wird die Kombination aus Diesel- und Elektromotor schon lange, wenn schwere Lasten bewegt werden müssen, wie zum Beispiel bei Lokomotiven, Schiffen und großen Muldenkippern. Als Antrieb dienen dabei stets die Elektromotoren, die von einem dieselbetriebenen Generator ihre notwendige Energie beziehen. Grund ist der eng begrenzte Wirkungsgradbereich, in dem Dieselmotoren optimal betrieben werden können. Elektromotoren verfügen im Gegensatz dazu sofort über ihre gleichbleibende Maximalleistung.
Auch LKW und Busse werden zunehmend als Diesel-Hybrid Fahrzeuge getestet, da vor allem im innerstädtischen Verkehr die Vorteile des Elektrobetriebs, geräuscharm und emissionsfrei, von Bedeutung sind. Für Überlandfahrten reicht ein Elektromotor, aufgrund seiner eingeschränkten Reichweite jedoch nicht aus, und wird durch einen verbrauchsgünstigen Dieselmotor ergänzt. Getestet werden Hybrid-Fahrzeuge mit Parallelantrieb. Dabei wirken Diesel- und Elektromotor als Antriebe für Vorder- beziehungsweise Hinterachse, so dass je nach Anforderung und Ladezustand der Akkus nur ein Motor oder beide Motoren für die nötige Beschleunigung, Geschwindigkeit und Reichweite sorgen. Wird der Dieselmotor beim kraftstoffintensiven Beschleunigen von einem Elektromotor unterstützt, der sofort mit maximalem Drehmoment arbeitet, kann der Dieselmotor schwächer dimensioniert (Downsizing) werden, was zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2-Emmision führt. Zusätzlich kann ein Teil der Bremsenergie zum Aufladen der Akkus genutzt werden.
Ähnliche Überlegungen haben auch auf dem Automobilsektor zur Entwicklung von Diesel-Hybrid Fahrzeugen geführt. Reine Elektrofahrzeuge sind aufgrund ihrer beschränkten Reichweite nur für den innerstädtischen Verkehr geeignet, so dass für Überlandfahrten ein Zweitwagen nötig wäre. Als Alternative bieten sich Hybrid Fahrzeuge an. Die am Markt vorhandenen Hybrid-Fahrzeuge sind jedoch lediglich mit Elektro-Benzinmotoren erhältlich.
Moderne Dieselmotoren sind diesen Hybriden hinsichtlich des Verbrauchs schon heute überlegen. Logische Konsequenz ist die Entwicklung von Diesel-Hybriden. Bereits 1992 stellte VW seinen Golf Diesel-Hybrid vor. Vorteile der Hybridbauweise sind der rein elektrische, emissionsfreie Betrieb im Stadtverkehr sowie der verbrauchsarme Dieselbetrieb für Überlandfahrten. In Serie ging der Golf jedoch bis heute nicht.
In jüngster Zeit wird wieder verstärkt an Diesel-Hybrid Automobilen gearbeitet. Zwar ist die moderne Dieseltechnologie in Europa sehr stark entwickelt, aber strengere Emissionsvorschriften könnten eine weitere Verringerung der Emission, als sie durch Abgasnachbehandlungen möglich und rentabel ist, erfordern. Nachteil der Diesel-Hybrid Automobile ist das deutlich aufwendigere System zur Abgasreinigung. Außerdem sind Dieselmotoren deutlich teurer und schwerer als Benzinmotoren. In Kombination mit einem Elektromotor und den entsprechenden teuren und schweren Akkus rentieren sie sich momentan nicht für Kleinwagen.
Bei Oberklasse- und Sportwagen bietet die Diesel-Hybrid Technologie unter Anforderung von immer geräusch-, verbrauchs- und damit emissionsärmeren Fahrzeugen großes Potential. In diesem Bereich sind in den letzten Jahren mehrere Diesel-Hybride vorgestellt worden, die demnächst in Serie gehen sollen.
So ist bei Mercedes der E300 Bluetec entwickelt worden, der bereits 2011 auf den Markt kommen soll. Er besitzt einen 2,2 Liter-Vierzylinder-Dieselmotor, der mit einem kleinen Elektromotor kombiniert ist. Der Elektromotor unterstützt den Dieselmotor bei geringen Drehzahlen mit hohem Drehmoment. Der Parallel-Hybrid Antrieb ermöglicht bei Kurzstrecken einen rein elektrischen Antrieb. Bei längeren Fahrten wird automatisch auf Dieselbetrieb umgeschaltet. Laut Herstellerangaben liegt der Verbrauch bei 4,1 l/100 km mit einer Emission von 109 g CO2/km.
Auch BMW arbeitet bereits seit längerem an einem Diesel-Hybrid. Die Vision Efficient Dynamics Studie wird nun zur Serienreife weiterentwickelt. 2013 soll der erste Vison Efficient Dynamics Sportwagen auf den Markt kommen. Ein Dreizylinder-Turbo-Diesel auf der Vorderachse wird von einem Elektromotor auf der Hinterachse unterstützt, so dass insgesamt 328 PS Fahrleistungen auf Sportwagenniveau bei gleichzeitig minimalem Durchschnittsverbrauch ermöglichen. Außerdem soll der Wagen als Plug-In-Hybrid gebaut werden, so dass die Li-Ionen Akkus auch an einem herkömmlichen Stromanschluss geladen werden können. Laut Herstellerangaben liegt der Verbrauch bei 3,76 l/100 km mit einer Emission von 99 g CO2/km.
Ein Plug-In-Diesel-Hybrid ist auch bei Volvo für 2012 geplant. Zusammen mit dem Energiekonzern Vattenfall wir der V60 zu einem Parallel-Hybrid Automobil weiterentwickelt, bei dem der Elektromotor ebenfalls die Hinterachse antreiben soll. Laut Herstellerangaben soll der Verbrauch bei 1,9 l/100 km mit einer Emission von <50 g CO2/km liegen.
Auch Audi hat mit seinem e-Tron Spyder einen Diesel-Hybrid Sportwagen in der Entwicklung. Ein 300 PS starker Biturbo-V6-TDI an der Hinterachse wird durch zwei Elektromotoren an der Vorderachse unterstützt. Laut Herstellerangaben soll der Verbrauch bei 2,2 l/100 km mit einer Emission von 59 g CO2/km liegen.
Als einziger Asiate wird Hyundai nächstes Jahr einen Diesel-Hybrid vorstellen, der im April 2011 offiziell in Europa an den Start gehen soll. Der Hyundai i40 wird wahlweise als Benzin- oder Diesel-Hybrid angeboten.
Der erste auf dem Markt wirklich verfügbare Diesel-Hybrid kommt von PSA und soll im Frühjahr 2011 verfügbar sein. Der Peugeot 3008 wird von einem 170 PS Dieselmotor auf der Vorderachse angetrieben, der von einem kleineren Elektromotor auf der Hinterachse beim Anfahren und Beschleunigen unterstützt wird. Laut Herstellerangaben liegt der Verbrauch bei 3,8 l/100 km mit einer Emission von 99 g CO2/km.