本发明公开了低能耗电池热管理系统及其工作方法，包括电池管理系统，所述电池管理系统分别连接蒸发冷却电池箱装置、气相循环装置、气相散热冷凝装置、制冷剂储存供给装置，获取其运行数据控制系统的启闭；所述蒸发冷却电池箱装置的侧出口通过渐缩喷嘴与气相循环装置连通；所述气相循环装置的离心式压气机通过散热器与气相散热冷凝装置连通；所述气相散热冷凝装置分别通过气相管路和液相管路与制冷剂存储供给装置的制冷剂存储罐连通；所述制冷剂存储供给装置通过进液管路连接蒸发冷却电池箱装置的侧入口；本发明能够自动调节单体电池的冷却强度，保证电池箱内温度均匀性；根据周围的环境条件，通过饱和蒸汽压调整冷却温度和冷却强度，降低了能耗。