本发明涉及车辆驱动技术领域，公开一种双电机混合动力系统及其控制方法。其中双电机混合动力系统包括发动机、第一电机、第二电机、第一齿轮组、第二齿轮组、双离合器、单离合器及差速器，第一电机通过第一齿轮组和差速器与车辆的车轮传动连接，双离合器包括外部离合器和内部离合器，第二电机的输出轴上设有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径，第一齿轮和第二齿轮中的一个还能够通过单离合器和第二齿轮组与差速器传动连接。本发明公开的双电机混合动力系统易于装配，在保证车辆的燃油经济性的前提下，传动比的匹配更加合理，更容易实现车辆动力性的提升。