本发明公开了一种直联式行车发电系统和车辆，其包括发动机，所述发动机的输出端连接有发电机，所述发电机的输出连接有传动装置，还包括动力电池、配电模块和电机控制器，所述发电机与所述电机控制器电连接，所述电机控制器与所述配电模块电连接，所述配电模块与所述动力电池电连接；当发动机运行于低转速区时，发电机输出功率小于负载需求功率，负载需求功率与发电机输出功率之间的功率差值通过动力电池补偿。本发明能够在特种车辆低速行进或者怠速、电机发电功率只能满足部分功率需求时，通过高压动力电池补偿，从而保障系统功率不降低同时不影响整车换挡。