本发明属于二氧化碳系统技术领域，公开了一种跨临界二氧化碳电动汽车热管理系统及其无霜控制方法，所述系统：第一四通换向阀a口压缩机出口相连，b口与除霜换热器入口相连，除霜换热器出口通过全通节流阀与主换热器入口相连，第二四通换热阀a口与主换热器出口相连，c口通过双向节流阀与回热器d口相连，b口与回热器c口相连，第二四通换向阀d口与室外换热器入口相连，室外换热器出口与第一四通换向阀d口相连，第一四通换向阀c口与气液分离器入口相连，气液分离器出口与回热器b口相连，回热器a口与压缩机入口相连。还提出每种工况下的无霜控制方法。本发明能实现无霜运行，制热性能不易严重衰减；且热管理系统架构简单，成本低。