自由活塞線性發電機(FPLG)使用燃料中的化學能通過定子驅動磁體，并將這種線性運動轉換為電能。由于其多功能性、重量輕和效率高，它可以用于廣泛的應用，盡管它作為電動汽車的增程器對移動行業特別感興趣。

自由活塞發動機線性發電機可分為3個子系統：

• 一個（或多個）反應段，帶有一個或兩個相對的活塞
• 一臺（或多臺）直線發電機，由靜止部分（定子）和與連桿相連的運動部分（磁鐵）組成。
• 由于缺少曲軸（通常是氣彈簧或反作用部分），一個（或多個）返回單元將活塞推回

與由內燃機驅動的傳統發電機相比，FPLG具有許多潛在優勢。FPLG的主要優勢之一來自沒有曲軸。它導致發電機更小更輕，零件更少。這也允許可變壓縮和膨脹比，從而可以使用不同種類的燃料進行操作。線性發生器還允許控制阻力，因此更好地控制活塞的運動和反作用力。自由活塞線性發電機的總效率（包括機械和發電機）可顯著高于傳統內燃機，可與燃料電池相媲美。

自由活塞線性發電機的xxx個專利可以追溯到1940年左右，然而在過去的幾十年里，特別是在稀土磁體和電力電子技術發展之后，許多不同的研究小組一直在這個領域工作。

這些包括：

• 自由LPE，英國。
• 美國西弗吉尼亞大學(WVU)。
• 瑞典查爾姆斯理工大學。
• 發電機，PontusOstenberg，美國-1943
• 自由活塞發動機，VanBlarigan，美國桑迪亞國家實驗室-自1995年
• 水瓶座發動機，以色列。
• 自由活塞發動機項目，英國紐卡斯爾大學-自1999年
• ShanghaiJiaotongUniversity,China.
• 自由活塞線性發電機，德國航空航天中心(DLR)，德國-自2002年
• FreePistonPowerPack(FP3)，PempekSystems，澳大利亞-2003
• 自由活塞能量轉換器，KTH??電氣工程，瑞典-2006
• 線性內燃機，捷克技術大學-2004
• 內燃機線性發電機綜合電力系統，徐南京，中國-2010
• micromerag(瑞士)-2012
• 自由活塞發動機線性發電機，豐田，日本-2014

盡管該技術有多種名稱和縮寫，但術語自由活塞線性發電機和FPLG特別指的是德國航空航天中心的項目。

自由活塞線性發電機一般由三個子系統組成：燃燒室、線性發電機和返回單元（通常為氣彈簧），它們通過連桿連接。在燃燒室中，燃料和空氣的混合物被點燃，增加壓力并迫使運動部件（連桿、線性發電機和活塞）朝氣彈簧的方向移動。氣彈簧被壓縮，當活塞接近下止點(BDC)時，新鮮空氣和燃料被注入燃燒室，排出廢氣。氣彈簧將運動部件組件推回上止點(TDC)，壓縮注入的空氣和燃料的混合物并重復循環。這與二沖程發動機的工作方式相似，但它不是xxx可能的配置。線性發電機可以產生與運動相反的力，不僅在膨脹期間，而且在壓縮期間。大小和力分布影響活塞運動以及整體效率。

自由活塞線性發電機的構想有多種不同的配置，但對于大多數應用，尤其是汽車行業，重點一直放在同一個氣缸中的兩個相對活塞，一個燃燒室，每個氣缸末端都有一個氣彈簧。這樣可以平衡力以減少振動和噪音。在最簡單的情況下，第二個單元只是xxx個單元的鏡像，與xxx個單元沒有功能連接。或者，可以使用單個燃燒室或氣彈簧，從而實現更緊湊的設計并更容易地在活塞之間進行同步。氣彈簧和燃燒室可以放置在連桿的末端，或者它們可以共用同一個活塞，使用相反的側面以減少空間。線性發電機本身也有許多不同的配置和形式。它可以設計成圓管、圓柱甚至平板，以降低重心和/或改善散熱。自由活塞線性發電機的多功能性來自于沒有曲軸，消除了巨大的泵送損失，為發動機提供了更大的自由度。燃燒可以是二沖程發動機或四沖程發動機。然而，四沖程需要更高的中間能量儲存，即曲軸的轉動慣量，以推動活塞通過四個沖程。在沒有曲軸的情況下，氣彈簧需要通過進氣、壓縮和排氣沖程為活塞提供動力。因此，當前大多數研究都集中在二沖程循環上的原因。

燃燒可能有幾種變化：

• 火花點火（奧托）
• 壓縮點火（柴油）
• 均質充氣壓縮點火(HCCI)

德國航空航天中心車輛概念研究所從2002年開始目前正在開發FPLG（或Freikolbenlineargenerator-FKLG），并發表了多篇關于該主題的論文。在最初幾年的研究中，理論背景和三個子系統是分開開發的。2013年，xxx全系統建成并運行成功。德國中心目前正在進入其整個系統的第二個版本，在該系統上將使用兩個相對的氣缸以減少振動和噪音，使其適用于汽車行業。