CT200h采用了雷克萨斯第二代油电混合动力系统，搭载直列4缸1.8升阿特金森循环发动机（型号5ZR-FXE），最大功率73kW/5200rpm，峰值扭矩为142N·m/4000rpm；与电动机配合，这套动力系统能输出最大100kW的功率。电动机最大输出功率为60kW，最大扭矩为207N·m。
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细心的网友一定发现了，CT200h的最大输出功率不是73kW+60kW，而仅是100kW。实际上，这与新普锐斯的油电混合动力系统原理一样，虽然CT200h装备了汽油发动机和电动机两套动力系统，但最大输出功率并不是二者的叠加。
这主要的原因是，汽油发动机最大功率仅能在转速5200rpm的时候爆发。而为了保证整车有很好的燃油经济性，在PCU的控制下会让发动机和电动机合理的配合输出最大功率，而不是二者的数据叠加。
虽然CT200h的动力系统与新普锐斯极其的相似，但后者除了有油电混合动力以外，还有插电接口可为锂离子电池充电，而且纯电动模式下的续航里程也要比CT200h更长。这也是CT200h与新普锐斯动力系统的主要区别。
在这里有必要再简单回归一下雷克萨斯CT200h的油电混合动力系统，这一系统主要由5个部分组成：HV电池（Hybrid Vehicle Battery）、1.8升发动机、PCU（Power Control Unit）动力控制单元、Hybrid ECVT电子控制无级变速系统、MG（Motor Generator）电动马达。这5部分的简介如下：
1、HV电池（Hybrid Vehicle Battery）：镍氢HV电池组位于后座后方及后轴中间位置。HV电池除了在车辆启动、低速行驶时提供电力给电动马达以驱动车辆外，还能储存发动机动能和回收刹车时的减速动能。
2、1.8升发动机：雷克萨斯CT200h搭载的1.8升发动机，采用了轻量化设计，并配有VVT-i、ETCS-i、EGR等技术。而且不同以往由发动机皮带带动的水泵设计，雷克萨斯CT200h采用了电子水泵，当发动机需要快速达到工作温度时，电子水泵会暂停工作，以减少暖车时间，也可达到节油目的。
3、PCU（Power Control Unit）动力控制单元：PCU也是雷克萨斯CT200h核心部件之一。通过PCU动力控制单元持续监测驾驶者意图以及车辆行驶状况，判断电动马达与发动机的动力输出分配，已达到最佳和最省油的动力输出模式。
5、MG（Motor Generator）电动马达：雷克萨斯CT200h在变速系统内装配了两个具有不同功能的电动马达，透过PCU的控制，可以根据车辆的行驶状况发挥启动发动机、发电、充电、以及控制Hybrid ECVT等作用。当车辆刹车或减速时，能将减速动能转化为电能，通过HV电池储存能量以供循环使用。
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