BMW가 2020년 9월 23일, 신형 3시리즈에 새로 개발한 직렬 6기통 디젤 엔진에 48볼트 마일드 하이브리드 시스템을 채용한 모델을 11월부터 유럽시장에 출시한다고 발표했다. BMW는 48볼트 마일드 하이브리드 시스템의 채용을 확대해 연비성능을 높이고 이산화탄소 배출량을 저감하고 있다고 밝혔다. 이는 더욱 고도화된 트윈파워터보 기술과 강력한 스타터 제너레이터, 배터리의 추가에 의한 것이라고 덧붙였다. 

48볼트 스타터 제너레이터와 2차 전치를 탑재해 브레이크 에너지 회생량과 전력량을 대폭 증가시킨 것이 특징이다. 이 에너지는 전장품에 전력을 공급하고 엔진 부하를 줄이며 파워를 높이는 등에 사용된다. 

48V 스타터 제너레이터는 엔진을 보조하는 전기구동 장치처럼 작동해 엔진을 최대한 효율적인 범위 내에서 작동 할 수 있도록 해준다. 한편, 전동 오버 부스트 기능은 풀 스로틀로 가속 할 때 성능을 향상시켜 준다. 

이 전동 오버 부스트 기능은 스타터 제너레이터가 순간적으로 11hp의 전기 부스트 효과를 내 추월 성능을 높이고 정속 주행시에 효율성을 높이며, 스타트&스톱시나 코스팅 기능을 사용하여 주행 중의 쾌적 성을 향상시켜 준다. 

48V 스타터 제너레이터는 엔진 자동 정지 및 재 시동을 한다. 매우 적은 진동으로 엔진을 정지하고보다 원활하게 재출발 할 수 있다는 장점이 있다. 이로 인해 드라이브 트레인에서 엔진을 분리하지 않고 고속도로를 주행하는 경우, 낮은 부하에서 코스팅(타성 주행) 모드에서 엔진을 완전히 정지할 수 있다. 

차세대 3.0리터 직렬 6 기통 디젤 엔진은 최고출력이 21hp 향상된 286hp, 최대토크는 3.1kgm 증강된 66.3kgm를 발휘한다. 최적화된 터보차저 시스템뿐만 아니라, 피에조 인젝터를 갖춘 최신 커먼레일 직분사 시스템은 성능과 연비 모두를 향상시켰다. 인젝터는 1 사이클 당 최대 10 회 연료 분사를 하며 최대 압력 2700 바에서 실시한다. 또한 BMW의 직렬 6 기통 디젤 엔진으로는 최초로 멀티 스테이지 터보 차저와 저압 용 가변 터빈 지오메트리가 채용되었다. 330d 세단의 0-100 km / h 가속성능은 0.2 초 단축된 5.3 초.

330d 세단은 유럽 복합 모드 연비 22.7km / 리터, CO2 배출량 116g / km, 330d xDrive 세단은 유럽 복합 모드 연비 21.3km / 리터, CO2 배출량 123g / km, 330d 투어링은 유럽 복합 모드 연비 22.2km / 리터, CO2 배출량 119g / km.  330d xDrive 투어링은 유럽 복합 모드 연비 20.8km / 리터, CO2 배출량 127g / km. 

새로운 엔진은 디젤 산화 촉매 컨버터 DPF (디젤 미립자 필터), SCR 코팅 등의 배기 가스 후처리 기술이 채용됐다. 질소 산화물 (NOX) 배출량을 줄이기 위해 엔진의 SCR 시스템의 출구에 두 번째의 SCR 촉매 컨버터가 통합됐다. 그 결과, 유로 6d 배출 가스 기준을 충족한다.