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Die wesentlichen Schritte der Entwicklung zur Serienreife und der anschliessenden kontinuierlichen Weiterentwicklung wurden von Toyota in Eigenregie durchgeführt. Erheblich fiel dabei die Steigerung der Leistungsfähigkeit von Batterien, Elektromotoren und Inverter-/Konverter-Einheiten aus, den wesentlichen Komponenten des Hybridantriebes.
Brachte die Nickel-Metallhydrid-Batterie im ersten Prius noch 70 Kilogramm auf die Waage, so wiegt der Energiespeicher des aktuellen Prius nur noch 39 Kilogramm. Statt 228 Zellen in 38 Modulen im Prius 1 sind es bei der heutigen Generation nur 168 Zellen in 28 Modulen. Die Leistungsdichte des Energiespeichers konnte bei diesem Entwicklungsschritt um 64 Prozent gesteigert werden.
In der Batterie des RX 400h kommen 30 Module mit insgesamt 240 Zellen zum Einsatz, die Nennspannung wurde von 201,6 Volt für den aktuellen Prius auf 288 Volt erhöht. Bei gleicher Nennspannung verfügt die Batterie der Limousine Lexus GS 450h über 40 Module mit insgesamt 240 Zellen. Die Leistungsdichte der Batterien des GS 450h wuchs gegenüber der des Prius 1 um 207 Prozent. Im gerade vorgestellten Lexus LS 600h liegt die Nennspannung der Hybridbatterie nach wie vor bei 288 Volt Als Energiespeicher dienen 240 Zellen in 20 Modulen. Verglichen mit dem Prius der ersten Generation weist die Batterie des LS 600h eine beachtliche Steigerung der Leistungsdichte von 286 Prozent auf.
Auch die Elektromotoren wurden innerhalb der vergangenen zehn Jahre verbessert. Beim Entwicklungsschritt vom Prius 1 zum Prius der aktuellen Generation wurde die anliegende Spannung deutlich erhöht, womit auch ein deutliches Plus an Leistung einherging. Im Lexus RX 400h kommt der Allradantrieb "E-Four" zum Einsatz, der durch die Verwendung zweier Elektromotoren ermöglicht wird. Der vordere dieser beiden E-Motoren bietet bei kompakten Abmessungen die rund vierfache Leistung des Elektromotors der ersten Prius-Generation.
Noch besser kann es der E-Motor des Lexus GS 450h: Mit 200 PS übertrifft dieser die Spitzenleistung des E-Motors im RX 400h um rund 20 Prozent. Die aktuelle Evolutionsstufe stellt der 224 PS starke Elektromotor des LS 600h dar. Er bietet dank CAD-optimierter Magnetfeldverteilung und wechselweise gewickelten Rotorspulen einen aussergewöhnlich runden und geräuscharmen Lauf.
Der Energie-Transfer zwischen Hybridbatterie, Elektromotor und Generator erfolgt über die Inverter/Konverter-Einheit. Bei dem Entwicklungsschritt von der ersten zur zweiten Generation des Prius wurde das Niveau der Ausgangsspannung von 273 Volt auf 500 Volt angehoben. Im Lexus RX 400h kommt eine Inverter-/Konvertereinheiten zum Einsatz, welche die Batteriespannung für die Versorgung des Elektromotors von 288 Volt auf 650 Volt umwandelt. Gleiches leistet die entsprechende Einheit im Lexus GS 450h, jedoch konnten Grösse und Gewicht des Bauteils um mehr als 40 Prozent gegenüber der Einheit des RX 400h reduziert werden. Auch im Lexus LS 600h wandelt die Inverter-/Konvertereinheit die Eingangsspannung von 288 Volt auf 650 Volt für den E-Motor um. Gegenüber der Steuereinheit im GS 450h konnte die Leistungsdichte jedoch um weitere 25 Prozent gesteigert werden.