电池系统内部设置有冷却装置，冷却液为水和乙二醇的混合物（比例为1：1），冷却装置的管路接口如图16所示，“Sheet”内部冷却管路的布置如图17所示。
具体的热管理结构设计如下图：
电池系统中共有6831个18650电芯，整个电池的表面积达到27m＾2，并且每只18650电芯附近均布置有冷却管路，冷却管路与电芯之间有绝缘导热介质材料相隔，如图18中蓝色部分，蓝色绝缘体将电芯固化后非常坚硬，在这些因素的作用下，电芯可以将热量快速传递到外部环境中。
冷却液的进、出管路设计为交叉布置方式，共分为4个接口，如图19所示。这种设计方式可以有效避免因为管道过长而使得管道始、末端冷却液温度差异过大，进而造成电芯温度差异过大。另外，每条进、出管道又分为2个子管道，目的是使冷却液与管道接触面积加大，以提高热传递效率。
通过上述热管理系统，Roadster电池组内各单体电池的温度差异控制在±2℃ 内。2013年6月的一份报告显示，在行驶 10 万英里后，Roadster电池组的容量仍能维持在初始容量的80％～85％，而且容量衰减只与行驶里程数明显相关，而与环境温度、车龄关系不明显。上述结果的取得依赖电池热管理系统的有力支撑。
电池箱体内11个Sheet 串联，两边空隙处安装有各电器元件，其中包括DC／DC、Relay（2个EV200）、预充电阻、FUSE、BSM 等，如图 20、21、22、23所 示。
