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行星齿轮结构其实在汽车领域的应用已经很久了，市面上大部分自动变速箱都是使用若干组行星齿轮，再配合液力变矩器来达到变速的功能。而世界上第一款在商业上获得成功的混合动力汽车，即1999年推出的丰田普锐斯一代，也是采用的这种结构。
行星齿轮差不多长下面这个样子，其中sun gear是太阳轮，ring gear是齿圈，planet carrier是行星架。这三个机构分别可以连接三个动力输出或输入端。如果固定其中任何一个，则另外两个相当于普通的齿轮咬合。如果固定其中两个，则整个行星齿轮被锁死。值得注意的是，planet gear行星轮并不连接任何输入输出机构，它也一直是自由转动的，否则整个行星齿轮组都不能转动。连接动力的是行星架，行星架固定以后，行星轮只自转，但不围绕太阳轮公转。
它动起来是下面这样子
前文介绍的一般并联使用的机械耦合，即两个输入端的齿轮同时啮合在输出端的齿轮上，最显著的特点是三个齿轮需要有相同的速度也就是齿速。根据齿轮的大小不同的情况下，两个输入端的扭矩可以自由组合，但二者的转速需要成一定的固定比例。
而行星齿轮组的各部分转速只需要满足一个线性关系就可以了。
用下图中右侧的杠杆图可以很清楚的解释三个转速的关系，S和R分别是太阳轮和齿圈的半径（也可以认为是太阳轮和齿圈的齿数）
在很大程度上，动力流的扭矩和速度都被解耦了。这也是基于行星齿轮的混合动力被称为“动力分流”的原因，也就是说，基于行星齿轮组的混合动力可以相对自由地将一个输出/输入轴的动力分流到两个输入/输出轴。
一个最简单的动力分流混合动力的构造如下图所示。图中lock 1和lock 2都是锁止器，可以分别固定连接发动机的太阳轮和连接电机的齿圈。
电机、发动机和输出轴的位置是可以变化的，比如下面深入讲解的这种构型，跟早期Prius一样，内燃机在行星架，电机在太阳轮，输出轴在齿圈，如下图所示。（Prius多一个电机在输出轴）
它的10种工作模式下面一一用杠杆图说明。图中粗实线与三纵轴的交点高低表示正负转速的大小，箭头长度表示扭矩大小。因为转速呈线性关系，因此杠杆是一条直线。而扭矩则可以根据正负功率相等来计算（功率=转速x扭矩）
1.车辆静止时，如果电池电量过低，电机正转，正扭矩，带动发动机启动。这替代了原本汽车上12V启动电机的功能。
2. 一旦发动机启动，则发动机为正扭矩，在热车的同时带动电机给电池充电。
3. 正常情况下，汽车静止时都不必启动发动机，在低速行驶时都可以用电机驱动，此时行星架的锁止器锁止了发动机，电机反转并输出正扭矩（与转速同向的扭矩），带动汽车前进。在这个构型下必须有锁止器，否则一旦油门过深，电机电流过大，扭矩过大，就很容易带动发动机倒转。
4. 如果是在车速较低的情况下刹车制动，则车轮有负扭矩，带动电机输出负扭矩给电池充电。
5. 如果是在车速较低的情况下持续加速，车速较高，电机驱动车轮已经没有发动机直接驱动车轮高效，则电机会加大扭矩，带动发动机启动。
6. 发动机启动后，太阳轮的锁止器将电机固定，发动机运转在高效区间，直接驱动车轮。如果没有锁止器，一旦油门过深，就很容易将电机带出转速来，从而给电机充电。
7. 如果车速进一步上升，那么如果要将发动机继续保持在高效区间，受三者转速成线性关系的限制，就必须让电机参与工作。如果此时驱动汽车所需功率小于发动机高效区间输出功率，则多余功率带动电机输出负扭矩，给电池充电。
8. 如果此时驱动汽车所需功率大于发动机高效区间输出功率，则电机输出正扭矩作为补充。
9. 如果在低车速的情况下，需要急加速，则电机和发动机同时输出正扭矩。需要注意的是，因为电机转速的限制，发动机的转速并不可能过高，仍然需要保持在中低转速，这限制了发动机的动力输出。
10. 在高车速时急加速，则可以使发动机和电机都保持高转速和大扭矩，因此足以应付高速公路上上坡超车的需要。
因此，在只需要一个行星排（行星齿轮组）且没有变速箱的情况下，就实现了甚至比普通串并联更多的工作模式，使得内燃机基本上可以保持在最佳转速和最佳扭矩输出，这也是为什么一般这种混合动力不被称为并联的原因，尽管它实际上只是一种更为高级的并联。
此外，因为电机转速范围大，而且在各个区间效率都相对高，因此可以通过调整电机的转速来连续调整发动机的转速，因此也叫做E-CVT。这种刚性连接不但比基于钢带的普通CVT传动效率更高，而且也更平顺。
但这个构型显然是有其局限性的。
首先，电机单独驱动车辆时，只有一条减速路径，而且这条减速路径最终传动比较高，使得在行车速度较低时，电机也需要运转在效率较低的较高转速。
下图为二代Prius使用的电机的效率图，横轴为转速，纵轴为扭矩，等高线表示效率（以百分比为单位），可以看出，尽管电机高效区间更宽泛，但仍然有更为高效的扭矩和转速区间。考虑到在不插电的混动汽车中，电量完全来自于发动机带动电机发电，电驱的所有能量实际上经过了内燃机->发电机->电动机（可能是同一个电机）三步损耗，比内燃机驱动还多了两步，因此电机如果不能维持最高效率，很可能也并不能节能。
其次，在发动机的转速适合单独驱动车轮，但所需扭矩却过高或过低时，没办法通过电机调节发动机输出扭矩，此时发动机无法工作在最佳区间。如果要让电机工作，则只能同时改变发动机转速，此时发动机效率也会下降。
最后，在车速较低时，受电机转速限制，发动机只能维持在低转速，这样尽管效率较高，但极限动力却受到了限制。
如何对此进行改善呢？
第一种方案是像下图这样，在离合器1、2接合，离合器3断开时，电机通过行星齿轮与发动机并联；或者将离合器2断开，同时将离合器3接合，锁止器2锁止，这时电机则与发动机机械耦合。此外，也可以将离合器1断开，电机单独通过太阳轮驱动车轮。
如果说电机和发动机可以在电连接和机械连接之间切换是“串并联”，那么这种构型大概可以称为“并并联”，发动机和电动机的连接方式可以在两种并联方式中切换。（或者一定要把动力分流混动称为混联的话，也可以叫并混联）
这样一来有两个好处：
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在车轮转速对应的发动机转速正好处在高效区间，但扭矩不适合时，可以将电机与发动机机械耦合，从而在不改变发动机转速的情况下调节其工作扭矩。
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通过切换连接方式，电机单独驱动车轮有两条不同的减速路径，一条通过变速后经过太阳轮驱动输出轴的行星架；一条经过齿圈驱动输出轴的行星架。这样就可以兼顾高速和低速最佳速比不同的需求。
不过，这个方案需要3个离合器，成本并不低，因此第一款商业上成功的混动汽车——一代丰田普锐斯并没有采用这种方案，而是把主电机直接套在在齿圈连接的输出轴上，然后在太阳轮连接功率较小的发电/电动机。
这个方案相比前面的有几个好处：
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有两个电机且有各自的传动路径，就意味着不仅电机单独驱动车轮时，不仅减速比可以变化，而且高速电机和低速电机可以分别选择不同的型号，高速电机选用功率更大的，低速电机选用功率更小的。
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虽然多了一个电机，但两个电机可以同时单独驱动车轮或给内燃机加力，因此每个电机都不用太大，而且性能更好。
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一个电机并联，一个电机通过行星齿轮耦合，各司其职，省去了离合器去切换。而且因为纯电驱动模式下，以MG2作为主要动力，增大MG2输出并不会带动发动机反转，因此锁止器也可以省去。成本较低。
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MG2直接套在输出轴上，传动效率较高而且结构紧凑。
不仅前两代普锐斯都采用这一结构，到目前为止，福特的混合动力仍然在使用这一构型，只不过福特混动的主电机更大，而副电机更小。这个系统也能做到不错的效率。
而第三、第四代普锐斯开始，丰田进一步改进了这一构型，采用了双行星排，不过第二组行星排的行星架永久固定，因此第二组行星齿轮只相当于将MG2增加了一个减速齿轮（但结构更紧凑），更适合低速时驱动车轮。
而如果是要满足插电混动车型纯电驱动需要有更高功率的需要，就只需要很巧妙的增加一个单向离合器就可以了。在前面的杠杆图3中可以看出，当电机反转单独车轮前进时，如果发动机连接的行星架没有锁止器，则会被电机带动反转，而只要加装一个单向离合器（类似自行车使用的棘轮），那么发动机只有正转时才与行星齿轮组有机械连接，就不需要安装成本更高的离合器，而且切换也更平顺。这也是丰田在最新一代的丰田Prius插电混动（即Prius Prime）中采用的方案。
