M5 CS建立在M3 CS、M4 CS和M2 CS的基礎上，並作為CS系列中的旗艦車型，BMW M5 CS代表了BMW M Car的最高階級，並樹立了新標準，兼具出色的性能屬性和獨特而豪華的外觀。
動力由BMW M TwinPower Turbo技術的4.4升V8雙渦輪增壓引擎提供，可產生635 hp的最大馬力，比BMW M5 Competition再高出10 hp，並在1,800~5,950 rpm可產生750 Nm的峰值扭力。此八缸引擎還具有高轉速特性，最高可達7,200 rpm，強勁的動力輸出來自賽車運動經驗的加持，因此還具備輕量化的設計、定制的底盤調校和M xDrive系統，以及針對Active M主動式限滑差速器的集中智能控制方法，提高其賽道競速的適應性。
M5 CS建立在M5 Competition的底盤基礎上，並採用來自M8 Gran Coupe可降低7毫米高度的懸吊系統。其減震器不僅為駕駛體驗增添了舒適感，還減少了車輪載荷的波動，大大提升了極限駕駛性能。另外，M5 CS前後軸上的軸承經過重新調整，並且電控阻尼機制也得到了升級，以對應到較低的車重和輪胎抓地力增加的改變(配置Pirelli P Zero Corsa，前275/35 R20；後285/35 R20)。
定制的引擎支架和隨時可用的機油供應
M5 CS裝有更為強化的引擎支架，其彈性系數額定值為900 N/mm。引擎與車身結構的牢固連接可導致動力快速響應，並立即將其傳遞至傳動系統。V8引擎採用定制的BMW M Power上蓋，其由裸露紋路的碳纖維製成，並帶有全彩M徽標。優化的渦輪增壓器配合了最大噴射壓力達350 bar的燃油供應系統，可縮短噴射時間並加強燃油霧化效果。
潤滑和冷卻方面也進行了改進，包括帶有前方部位的小油底殼和間接增壓空氣冷卻系統，儘管佔用的空間很小，但卻非常有效。機油供應系統使用全可變Map-controlled的泵，並且特別設計適用於賽道上的極限動態，專門對應極高的縱向與側向的加速改變。
獨特的M專用聲浪
M5 CS的運動型排氣系統可提供獨特的M風格聲浪，並從而增強了強勁的動力輸出和轉速的攀升。雙分支閥門控制系統的設計可放大引擎的音調，並提供更運動、更清晰的反饋，同時確保它仍然適合日常的「靜音」使用。M5 CS產生的聲浪會根據所選擇的駕駛模式而變化。並且，駕駛可以隨時使用M聲浪控制按鈕來減輕聲響，避免吵到鄰居。
M碳陶瓷制動系統為標準配置
M5 CS的M Carbon陶瓷制動系統在前方採用六活塞固定卡鉗：後方仍為單活塞浮動卡鉗，並且帶有M徽標，卡鉗亦可以選擇塗成紅色或金色。此套制動系統可比M5 Competition的M複合制動系統輕23公斤。這些制動器具有更好的性能，進一步改善抗熱衰褪和更高的熱穩定性，而有出色的耐久性，更適合賽道使用。
更多碳纖維零件採用 顯著減輕重量
M5 CS的引擎蓋完全由輕質CFRP製成。前分離器和外後視鏡蓋(取自M8)以及行李箱蓋上的附加後擾流板和後擴散器也均由CFRP製成。除了有助於空氣動力學，這些部件對於車重比M5 Competition減輕近70公斤，都提供了助益。
M5 CS運動型排氣系統的四重奏由不銹鋼排氣管和金青銅製成，為特別版的獨特外部細節增色不少。雙腎格柵周圍飾有青銅金色，前葉子板上的M腮孔、雙腎格柵和行李箱蓋上的M5 CS徽章也採用相同色澤，並且也包含了Y輻爪造型的20吋M鍛造輪圈。門檻飾板帶有發光的M5 CS徽章，外後視鏡、窗框圍和B柱上還具有追加的黑色高光澤Shadowline飾邊。
BMW頭燈採用獨特的黃色調
M5 CS將BMW Laserlight作為標準配置，其照明圖形具有新外觀，並為頭燈增添了深色調，而L形燈管卻出奇地奪取焦點，其作為日間行車燈和側燈，它們會以熟悉的白色發光，但無論是使用低或高光束，或遠處解鎖並啟動迎賓燈時，都能欣賞到M5 CS頭都獨特的黃色調。
靈感源自賽車的內裝佈局
M5 CS既是豪華轎車，又是高性能跑車，所以特別限定只容納四個人。而內部佈局由四個單獨的M Carbon桶形座椅組成，是此特別版車型所獨有的。但由此座椅的造型看的出來是來自提供新世代M3與M4選配的同款碳纖維桶型座椅。
帶有一體式頭部保護裝置和M5發光標誌的前部M Carbon座椅有助於減輕汽車的重量，座椅墊和靠背的仿形側墊也提供了牢固的側向支撐與包覆。前後排座椅均採用Merino皮革製成，並採用醒目的黑色對比色鑲板和Mugello Red紅色裝飾縫線製成。
頭枕上印有傳奇性的紐柏林賽道輪廓，提醒人們該車所具有的高性能潛力。前面的M Carbon座椅可電動調節高度、傾斜度、座墊伸縮和靠背角度，而靠背寬度則可氣動調整加強包覆，並且標準配備加熱功能以及駕駛座椅記憶功能。
M Alcantara方向盤和定制CS細節
進一步的內部細節呼應了M5 CS的高性能象徵。源自賽車的M Alcantara麂皮方向盤的輪輞包裹，而帶有紅色背景的中心標記穿孔是另一種經典的賽車風格。換檔撥片由碳纖維製成，方向盤輻條採用黑鉻裝飾。另外，Alcantara也被用作車內頂篷。而儀表檯副駕駛側以及後座座椅之間則有專屬的紅色CS徽章。
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