一种质子交换膜燃料电池热管理系统,其特征在于,包括：散热装置(18),包括微通道热沉(18#4)、超薄均温板蒸发腔组件(18#1)和密封板(18#6),所述微通道热沉(18#4)包括两端开口的壳体和设于所述壳体中的散热翅片阵列(18#5),所述超薄均温板蒸发腔组件(18#1)包括底板和设于所述底板的一侧的毛细芯(18#2),所述毛细芯(18#2)的一端与所述微通道热沉(18#4)的基部直接接触,所述底板与所述基部之间形成蒸发腔,所述超薄均温板蒸发腔组件(18#1)与所述密封板(18#6)分别密封连接于所述微通道热沉(18#4)的两端；燃料电池堆(1),所述燃料电池堆(1)通过至少两个单体电池(19)以串联方式层叠组合而成,每个所述单体电池(19)的一侧对应设有所述散热装置(18),且所述单体电池(19)与所述散热装置(18)间隔叠设；连通所有所述散热装置(18)的进液口(22)的冷却液分配管(20)；连通所有所述散热装置(18)的出液口(23)的冷却液集液管(21)；用于供应冷却液并控制冷却液在所述散热装置(18)中流动的控制系统,连接于所述散热装置(18)。