BMW5 Series沒有水溫表，但有水溫自動調節和預警系統。那不是水溫表，那是機油表，120度溫度正常。

N20發動機使用的冷卻系統和N55發動機的非常相似。系統包括冷卻液冷卻和發動機油冷卻。N20發動機使用發動機油/冷卻液熱交換器進行發動機油冷卻。透過數字式發動機電子系統內的熱量管理協調器進行冷卻系統調節。

冷卻模組一般來說，自身一般都只有只一個型號。

N20發動機數字式發動機電子系統內的熱量管理系統功能與N55發動機所用相同。包括對電動冷卻部件電子扇、特性曲線式節溫器和冷卻液泵進行獨立調節。

N20發動機所用電動冷卻液泵與眾多BMW發動機均相同，額定功率為400W。N20發動機採用傳統特性曲線式節溫器，在非電動調節模式下，開始開啟時冷卻溫度為97正負2度，完全開啟的時候在109度。當然，也能透過特性曲線式節溫器內電動加熱裝置確保在較低冷卻液溫度狀態下便實現開啟功能。

其熱量管理系統確定當前冷卻需求並相應調節冷卻系統。在某些情況下升值可以完全關閉冷卻液泵，如在暖機階段讓冷卻液迅速加熱時。在發動機通知運轉且溫度較高時或者冷卻廢氣渦輪增壓器時，冷卻液泵在發動機靜止狀態下仍可繼續輸送冷卻液。因此可以不根據發動機轉速滿足冷卻功率要求。除去特性曲線式節溫器外，熱量管理系統還能根據不同特性曲線控制冷卻液泵。因此發動機管理系統可以根據行駛情況調節冷卻液溫度。在109℃時候是經濟執行模式，106℃是正常執行模式，95℃是高功率執行模式，80℃則是高功率執行模式和特性曲線式節溫器供電。

發動機控制單元根據行駛情況識別到節省能量的“經濟”執行範圍時，發動機管理系統就會調節到較高溫度109℃。在這個溫度範圍內發動機會以相對較低的燃油需求量執行。溫度較高時發動機內部摩擦減小。溫度升高還有助於降低負荷較低情況下的耗油量。處於“高功率和特性曲線式節溫器供電”執行模式時，駕駛員希望利用最佳發動機功率利用率。為此需要將汽缸蓋內的溫度降至80℃。溫度降低可以提高容積效率，從而提高發動機扭矩。發動機控制單元現在可根據相應行駛狀況調節到特定執行範圍。從而能夠透過冷卻系統影響耗油量和功率。

作為系統保護，如果發動機執行期間冷卻或者發動機油溫過高，就會透過影響車輛的某些功能為發動機冷卻系統提供更多能量。這些措施分為兩種執行模式。分別為對部件保護：在冷卻液溫度超過117℃或者主機油通道內機油壓力和溫度感測器上的發動機油溫超過143℃，措施則是降低空調和發動機功率。也有緊急情況：冷卻液溫度超過122℃或者主機油通道內機油壓力和溫度感測器上的發動機油溫度超過151℃，措施有如降低發動機功率降至約90。

發動機內部也需要冷卻。與N55發動機一樣的部分是汽缸蓋內的冷卻液通道也圍繞著噴射器並透過這種冷卻方式對其進行冷卻。而與N55發動機不同的是，在N20發動機曲軸箱內各氣缸之間的環岸上沒有任何凹槽。取而代之的是N20發動機的氣缸之間有開孔，各側兩個位於中間。