Yo creo que no se te ha escapado nada, el motor produce la energía que se le demanda. Si vas a 100 km/h demandas 10kw pues eso te da el motor, bueno algo más debido a las pérdidas de la transmisión pero no sobra nada.
Yo creo que es cuando carga baterías con el térmico es porque aprovecha ciertos ciclos, o porque hace una carga mínima de seguridad estando el conductor no demandando mucha potencia, en esas fases si le pisas más deja de cargar.
En mi opinión Toyota lo hace bien, de ahí los consumos medios de los coches. Para afinar más el coche debería tener definido cada trayecto y la orografia de tal forma que puede planificar las demandas de energía, ciclos de carga y descarga, quien sabe puede que sea lo siguiente en eficiencia.
Por ejemplo, un viaje de 200 km a una media de 100 km/h puede estimar un consumo necesario de 20 kwh, pero en nuestra conducción real condumismos 30 kwh porque no gestionamos bien la energia, una planificación del trayecto puede hacer que se aproxime más a esos 20 kwh, luego ya influyen otros aspectos como frenadas debido a incorporaciones de vehículos, paradas para tomar café, etc