Tras el i8, el X5 se convierte en el segundo modelo de BMW con un sistema de impulsión híbrido enchufable con la llegada de la versión xDrive40e (BMW se refiere a él como el primero, ya que considera al i8 un producto de la marca BMW i).

El BMW X5 xDrive40e tiene una potencia máxima de 313 CV que obtiene de un motor de gasolina y uno eléctrico, y una autonomía en modo eléctrico de 31 km (en condiciones de homologación). Cuando se conduce en modo eléctrico la velocidad máxima es 120 km/h, mientras que en modo híbrido es 210 km/h. La tracción es a las cuatro ruedas.

Aunque las primeras unidades no llegarán al mercado español hasta noviembre de 2015, BMW ya acepta pedidos de este modelo. Cuesta 73 200 euros, exactamente lo mismo que la versión xDrive 40d, que tiene un motor Diesel de 313 CV de potencia (ficha comparativa). Frente a la versión xDrive 35i —motor de gasolina con 306 CV—, resulta claramente más costoso (ficha comparativa).

Actualmente hay a la venta en España tres todoterrenos con un sistema híbrido enchufable. Son el Mitsubishi Outlander PHEV, el Porsche Cayenne S E-Hybrid y el Volvo XC90 T8 Twin Engine. El Mitsubishi es mucho menos potente (203 CV) y los otros dos lo son más (416 y 400 CV respectivamente; ficha comparativa). En primavera de 2016, Audi ofrecerá también una alternativa con el Q7 e-tron.

El X5 xDrive40d (Diesel; ficha técnica) tiene la misma potencia, pesa 125 kg menos, acelera más de 0 a 100 km/h (5,9 frente a 6,8 segundos) y su consumo homologado es mucho mayor (6,0 l/100 km frente a 3,3 l/100 km). La ventaja de consumo del xDrive40e no es cierta ni lo contrario: los coches híbridos enchufables se benefician de que pueden hacer parte de la prueba de homologación en modo eléctrico, con el motor térmico apagado. A quien haga trayectos cortos y pueda recorrer gran parte de ellos en modo eléctrico le resultará más económico el híbrido; en cambio, para quien use el coche en trayectos largos sin opción de hacer recargas intermedias, el Diesel será posiblemente mejor opción.

El método principal de recarga de la batería es la conexión a la red eléctrica. La toma está en la aleta delantera izquierda (imagen). En un enchufe convencional (con el cargador a 230 V y 10 A que trae el coche) tarda 3 horas y 50 minutos en una recarga completa. Si se utiliza un poste de carga (Wallbox, puede ser el que ofrece BMW o uno de otro proveedor a 230 V y  16 A), el tiempo es de 2 horas y 45 minutos. El proceso de recarga, que es configurable, se puede gestionar desde una aplicación para teléfonos inteligentes llamada «My BMW Remote» que, entre otras cosas, también permite aclimatar el habitáculo para cuando se vaya a utilizar el coche.

Otra forma de alimentar la batería, pero con mucha menos capacidad de carga, es la frenada regenerativa. Cuando se levanta el pie del acelerador o se frena con poca intensidad, el motor eléctrico invierte su funcionamiento y se convierte en un generador.

La batería es de iones de litio y 9,0 kWh de capacidad (96 células, con tensión nominal de 351 V). Va colocada debajo del maletero, restándole 150 litros de capacidad respecto a un X5 de cinco plazas y motor exclusivamente de combustión (500 en vez de 650 l).

El motor de gasolina es de cuatro cilindros, 1997 cm³, inyección directa, sobrealimentación mediante un turbocompresor de doble entrada y los sistemas de distribución variable VALVETRONIC y doble VANOS. Da 245 CV y 350 Nm. Es el mismo que tienen las versiones 28i de varios modelos de BMW, como el 428i (información del BMW Serie 4 Coupe). El motor eléctrico síncrono va alojado en la misma carcasa de la caja de cambios —de ocho velocidades—, reemplazando al convertidor de par, y da 113 CV de potencia máxima y 250 Nm (la potencia nominal es 75 CV).

Una tecla marcada como eDrive (imagen) permite seleccionar entre tres modos de gestión del sistema híbrido. Por defecto se activa el modo «AUTO eDRive», en el que los dos motores trabajan, no siempre simultáneamente: el motor eléctrico para poner en movimiento el coche (si no se acelera con mucha intensidad) y el motor de gasolina lo hace cuando se superan 70 km/h. 

Un segundo modo de gestión es el llamado «MAX eDrive». Su selección fuerza el funcionamiento eléctrico hasta que la batería queda sin carga. El tercero posible se llama «SAVE Battery» y trata de mantener el nivel de carga de batería para asegurar la conducción en modo eléctrico más adelante (por ejemplo, en un viaje quizá haga falta guardar carga en la batería para circular en alguna zona urbana al final del recorrido donde no están permitidos los coches movidos por motores de combustión).

Además, el sistema híbrido se sirve de la información proporcionada por el navegador (de serie) para aprovechar de la mejor manera posible la energía eléctrica, teniendo en cuenta el recorrido y el tráfico. BMW da el siguiente ejemplo: «Por ejemplo, cuando la ruta prevé tramos largos de carretera, siendo necesario atravesar ciudades y pueblos, el sistema aprovecha la función de recuperación de energía de frenado y, además, aumenta el nivel de carga del motor de combustión a velocidades superiores, con el fin de garantizar la disponibilidad de suficiente corriente eléctrica como para atravesar las zonas urbanas conduciendo únicamente con el motor eléctrico».

Existe otra tecla, llamada Driving Experience Control, con la que se pueden activar tres modos de conducción: CONFORT, SPORT, y ECO PRO. Cada selección altera la respuesta del acelerador, el cambio de marchas, la amortiguación, la dirección y, en el caso del ECO PRO, se activa el sistema de avance por inercia (desconecta el motor de combustión y permite que el coche avance por inercia), y modifica el funcionamiento del climatizador y la calefacción de los asientos y de los espejos retrovisores exteriores para reducir el consumo.

El exterior y el interior se pueden personalizar con los paquetes Pure Experience, Pure Excellence y deportivo M, además de las configuraciones personalizadas del programa BMW Individual. 

El X5 xDrive40e no puede adquirirse con siete plazas y algunos de los elementos de equipamiento disponibles en el resto de la gama no lo están para él (son el Chasis adaptativo Dynamic, la dirección activa, cuadro de instrumentos de funciones múltiples, los asientos traseros de confort y la bolsa para transportar esquíes).

El equipamiento de serie está compuesto por una suspensión con muelles neumáticos para las ruedas traseras (así se mantiene constante la altura de la carrocería, independientemente de la carga), amortiguadores cuya dureza se regula electrónicamente (DCC), sistema de información proyectada sobre el parabrisas, visión nocturna con detección de personas y animales, conjunto de cámaras exteriores para proporcionar una vista cenital del coche y alrededores, además de diversos asistentes a la conducción.

Esta versión, como el resto de la gama X5, se fabrica en Spartanburg, EE.UU.