混联式混合动力系统,即丰田混联技术,其全称为Toyota Hybrid System,简称THS。THS-II系统是丰田混联技术的核心部分,包括汽油发动机、永磁交流同步电机、发电机、高性能金属氢化物电池盒以及功率控制单元等主要部件。其中,丰田THS系统采用的是第三代普锐斯发动机1.8L的5ZR-FXE发动机,而2012款凯美瑞尊瑞则采用2.5L的4AR-FXE发动机,这两款发动机均采用了能效相对较高的阿特金森循环。阿特金森循环是一种高压缩比、长膨胀行程的内燃机工作循环,通过推迟进气门关闭及推迟排气门打开,使得燃烧产生的能量更充分地被利用,是一种能效比较高的发动机种类。虽然传统阿特金森循环发动机低速扭矩输出较弱,但随着四冲程发动机配气机构控制技术的日益成熟,如本田VTEC、丰田VVT、宝马Valvetronic等,使得阿特金森循环发动机的性能有了极大的进步。
THS-II系统的关键部件是动力分配系统,由两台永磁同步电机及行星齿轮组成,其中包括MG1和MG2。MG1主要用于发电,必要时可推动汽车,而MG2主要用于推动汽车。相较于前面提到的本田IMA系统,丰田THS-II系统的复杂度更高,但其结构尚算紧凑,省去了庞大的变速箱,降低了车身重量,对于车辆的燃油经济性有相当大的帮助。