本发明公开了一种基于复合仿生结构的圆柱锂离子电池热管理系统,包括电池模组,所述电池模组包括圆柱电池、冷却板和空心导热柱,所述冷却板表面根据蜂窝结构加工圆形通孔,所述圆形通孔横截面与圆柱电池的横截面相同,冷却板通过圆形通孔套在圆柱电池上,所述冷却板内部根据类蜘蛛网形状和蜂窝结构加工仿生通道,所述空心导热柱内部填充相变材料。本发明将液冷和相变蓄热结合,当电池局部温度大于其融化温度时,发生相变吸热,自动调节电池模组整体温度分布;冷却效果良好,温度均匀分布,模块化的设计使其更加适合应用在大型锂离子电池包中。