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Der RX 450h+ fährt mit dem gleichen Plug-in-Hybridsystem vor, das schon im NX erfolgreich eingeführt wurde. Es kombiniert einen im Atkinson-Zyklus arbeitenden 2,5-Liter-Vierzylinder- Hybridmotor mit einer 18,1 kWh großen Lithium-Ionen-Batterie. Ein zusätzlicher Elektromotor hinten ermöglicht den permanenten Lexus E-Four Allradantrieb.

Das Plug-in-System produziert eine Leistung von 227 kW (309 PS) und ermöglicht eine Beschleunigung von 0-100 km/h in 6,5 Sekunden. Insgesamt liegt die Leistung ungefähr auf dem Niveau des bisherigen RX 450h, aber mit mehr Drehmoment und einer schnelleren Beschleunigung.

Da ein größerer Teil der Leistung von den Elektromotoren stammt, fühlt sich das Fahren mühelos und kultiviert an. Auch Kraftstoffverbrauch und Emissionen werden deutlich niedriger ausfallen. Lexus erwartet sehr wettbewerbsfähige CO2-Emissionen (WLTP-Zyklus) von weniger als 26 g/km und einen Kraftstoffverbrauch von unter 1,2 l/100 km. Rund 65 Kilometer kann der RX 450h+ rein elektrisch und damit lokal emissionsfrei zurücklegen, die elektrische Höchstgeschwindigkeit ist auf 130 km/h begrenzt.