本发明提出一种基于分缸式内燃机两阶段燃料重整的混合动力系统与方法。该系统中，燃料首先在低压缸中进行第一阶段压缩，压缩至终点的高温高压使燃料发生重整，部分燃料分解为氨和氢气，在第二阶段的重整中未发生重整的氨进一步在热催化条件下分解，随后部分氢用作为氢燃料电池的燃料来源，其余燃料进入高压缸进行第二段压缩，有效提高发动机的进气压力，提高工作过程中的平均压力，提高内燃机热效率。燃烧后的工质进入热重整器对进入低压缸中的燃料进行预热，使其更容易发生重整，随后为燃料电池提供热量，使其快速进入工作温度，进一步提高了装置的能量利用效率。