Akumulator i zasięg Zaprezentowaną na targach we Frankfurcie we wrześniu 2011 r. wersję seryjną wyposażono w akumulator litowo-jonowy o pojemności 4,4 kWh. Według Toyoty, po całkowitym naładowaniu zapewnia on w trybie elektrycznym zasięg od 16 do 24 km w zależności od gwałtowności przyspieszania i hamowania, warunków drogowych, obciążenia i użytkowania klimatyzacji. Pomiary w japońskim cyklu JC08 wykazały, że Prius PHV ma w trybie EV zasięg 26,4 km – o 3 km więcej niż 23,4 km osiągnięte przez prototyp-demonstrator.
Opracowany dla Priusa Plug-in zestaw akumulatorów litowo-jonowych o łącznej pojemności 4,4 kWh i masie 80 kg mieści się pod podłogą bagażnika. Dla porównania, niklowo-wodorkowy akumulator Priusa trzeciej generacji przy masie 42 kg ma pojemność jedynie 1,3 kWh. Całkowite naładowanie z sieci o napięciu 230 V trwa 1,5 godziny (z typowych gniazdek 15 A amerykańskiej sieci o napięciu 120 V – 2,5-3 h). Dla uzyskania zasięgu 40 km potrzeba ok. 3,2 kWh energii elektrycznej i 1,1 l benzyny. Za stan pełnego naładowania akumulatora przyjmuje się 85% pojemności, zaś tryb całkowicie elektryczny wyłączany jest po rozładowaniu akumulatora do poziomu 23%. Kabel do ładowania z sieci, podłączany do gniazda na prawym, tylnym błotniku, ma 7,3 m długości i waży zaledwie 1,7 kg.