本发明公开了一种车用CO2增能型热管理系统及其控制方法，本发明公开了该热管理系统在高温制冷、低温制热和减湿除雾三种模式下的控制方案，系统使用4个电磁阀改变制冷剂的整体流向，使用一个全通节流阀和一个电磁阀改变室内第一换热器和室内第二换热器的串并联关系。在高温环境下，系统采用两级压缩中间补气的方式，提高跨临界CO2系统的制冷性能，有利于解决跨临界CO2热管理系统夏季续航短板问题，在高温环境下，系统关闭压缩机中间补气，所有制冷剂均经过两级压缩后与车厢送风逆流换热，充分利用跨临界CO2系统的低温制热能力，同时，使用全通节流阀，使系统具有减湿除雾的能力，用于风挡玻璃除雾。