設計實現按照傳熱介質，可將電池組熱管理系統分為空冷、液冷和相變材料冷卻3種。考慮到材料的研發以及制造成本等問題，目前最有效且最常用的散熱系統是采用空氣作為散熱介質。按照散熱風道結構，空冷系統又可分為串行通風方式和并行通風方式兩種，如圖4-16和圖4-17所示。
圖4-16 串行通風方式
圖4-17 并行通風方式
串行情況下一般是使空氣從電池包一側流往另外一側，從而達到帶走熱量的效果。這時，氣流會將先流過的地方的熱量帶到后流過的地方，從而導致兩處溫度不一致且溫差較大。而并行情況下模塊間空氣都是直立上升氣流。這樣能夠更均勻地分配氣流，從而保證電池包中各處的散熱一致性。
熱管理系統按照是否有內部加熱或制冷裝置可分為被動式和主動式兩種。被動系統成本較低，采取的設施相對簡單；主動系統相對復雜，并且需要更大的附加功率，但效果較為理想。圖4-18～圖4-20為空氣加熱與散熱主、被動結構示意圖。
圖4-18 被動加熱與散熱-外部空氣流通
圖4-19 被動加熱與散熱-內部空氣流通
圖4-20 主動加熱與散熱-外部和內部空氣流通
圖4-18和圖4-19中，盡管空氣是經過汽車空調或供暖系統冷卻和加熱的，但它仍然被認為是一種被動系統。
運用這種被動系統，由于引入環境空氣的溫度的不一致性，環境空氣必須在一定溫度范圍（10～35℃）中才能正常進行熱管理，在環境極冷或極熱條件下運行電池包可能會產生更大的不均勻。加熱系統中，除了采用將熱空氣引入電池包中的方式外，還可以采用其他方式，如圖4-21～圖4-24所示（方形電池）。
圖4-21 電池列前后纏繞硅膠加熱線
圖4-22 電池列間添加電熱膜
圖4-23 電池本體上包覆電熱膜
圖4-24 電池上、下添加加熱板
動力電池的熱管理系統對電動汽車來說是相當重要的一部分，影響到電耗，續航，電池壽命等等。