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本发明公开了一种电池热管理系统及其控制方法。其中,该系统包括：中温蓄热单元,利用第一蓄热材料存储电池堆产生的热量,在检测到环境温度低于第一预设温度时,将存储的热量传输至电池堆；第一高温蓄热单元,与中温蓄热单元连接,利用第二蓄热材料存储电池堆产生的热量；两相循环单元,与中温蓄热单元和第一高温蓄热单元连接,在检测到中温蓄热单元的中温蓄热器内的温度低于第一蓄热材料的相变温度时,将第一高温蓄热单元存储的热量传输至中温蓄热单元。本发明解决了相关技术中电池管理系统无法应对温度快速变化,造成电池堆损坏的技术问题。