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Eine außergewöhnlich leichte und aerodynamisch optimierte Karosserie, fortschrittliche BMW eDrive Antriebstechnik kombiniert mit einem kompakten, hochaufgeladenen 1,5 Liter-Benzinmotor mit BMW TwinPower Turbo Technologie und ein intelligentes Energiemanagement vereinen sich zu einem Gesamtkonzept, das eine neue Stufe der Entwicklungsstrategie Efficient Dynamics repräsentiert. Der BMW i8 setzt mit seiner Fahrgastzelle aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) Maßstäbe für Gewichtsoptimierung in einem Plug-in-Hybrid-Automobil, er kann rein elektrisch und damit emissionsfrei fahren und verfügt über das dynamische Potenzial eines Sportwagens, der in voraussichtlich 4,5 Sekunden von null auf 100 km/h spurtet.
Der BMW i8 wurde von Beginn an als Plug-in-Hybrid-Sportwagen mit agilen Performance-Eigenschaften und außergewöhnlicher Effizienz konzipiert. Seine BMW i spezifische LifeDrive-Architektur bietet ideale Voraussetzungen für eine gewichtsoptimierte Bauweise. Verbrennungs- und Elektromotor, Energiespeicher, Leistungselektronik, Fahrwerkskomponenten sowie Struktur- und Crashfunktionen sind gemeinsam im Drive-Modul aus Aluminium angeordnet, zentrales Element des Life-Moduls ist die aus CFK gefertigte Fahrgastzelle des 2+2-Sitzers. Diese Struktur führt außerdem zu einem besonders tiefen Fahrzeugschwerpunkt sowie zu einer nahezu exakt im Verhältnis 50 : 50 ausbalancierten Achslastverteilung und fördert damit das agile Fahrverhalten des BMW i8. Das modellspezifische, von der BMW Group entwickelte und gefertigte Plug-in-Hybrid-System des BMW i8 markiert eine neue Evolutionsstufe von Efficient Dynamics. Es besteht aus einem kompakten Dreizylinder-Benzinmotor mit BMW TwinPower Turbo Technologie, einem Elektroantrieb und einer auch an herkömmlichen Haushaltssteckdosen aufladbaren Lithium-Ionen-Batterie. Der Verbrennungsmotor leistet 170 kW/231 PS und treibt die Hinterräder an, die 96 kW/131 PS starke E-Maschine leitet ihre Kraft an die Vorderachse. Dieses Antriebssystem ermöglicht sowohl rein elektrisches Fahren mit einer Reichweite von bis zu 35 Kilometern und einer Geschwindigkeit von bis zu 120 km/h als auch ein straßenverbundenes Allradfahrerlebnis mit kraftvoller Beschleunigung und dynamikorientierter Kraftverteilung bei sportlicher Kurvenfahrt. Der stärkere der beiden Motoren treibt die Hinterräder an und gewährleistet in Kombination mit dem elektrischen Boost des Hybridsystems die BMW typische Freude am Fahren bei wegweisender Effizienz. Der im EU-Testzyklus für Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge ermittelte, durchschnittliche Kraftstoffverbrauch des BMW i8 beträgt zum Serienstart weniger als 2,5 Liter je 100 Kilometer, der entsprechende CO2-Wert beläuft sich auf weniger als 59 Gramm pro Kilometer.

Die Kraft des Benzinmotors wird über ein Sechsgang-Automatikgetriebe zu den Hinterrädern geführt. Die E-Maschine leitet ihr Antriebsmoment über ein integriertes zweistufiges Automatikgetriebe an die Vorderräder. Neben einer Systemleistung von 266 kW/362 PS und einem kombinierten maximalen Drehmoment von rund 570 Newtonmetern entsteht dadurch ein ebenso dynamisches wie effizientes Allrad-Fahrerlebnis. Die intelligente Antriebssteuerung des BMW i8 sorgt für ein präzises Zusammenwirken der beiden Motoren. Die Kooperation zwischen Verbrennungs- und Elektroantrieb wird dabei in einer Weise geregelt, die den sportlichen Charakter des BMW i8 jederzeit spürbar werden lässt, zugleich aber für einen möglichst energieeffizienten Betrieb des Gesamtsystems sorgt. Die Kombination beider Kraftquellen ermöglicht eine Beschleunigung aus dem Stand auf 100 km/h in voraussichtlich unter 4,5 Sekunden. Der Geschwindigkeitszuwachs erfolgt auch bei höherem Tempo linear, da die bei Schaltvorgängen auftretenden Zugkraftunterbrechungen durch die gegenseitige Unterstützung der beiden Antriebe wirkungsvoll kompensiert werden. Die Höchstgeschwindigkeit des BMW i8 wird elektronisch auf 250 km/h limitiert.