Fondamentale, per una buona prestazione di un veicolo elettrico durante la guida e la ricarica, è la sofisticata gestione termica della batteria ad alto voltaggio. Questo sistema, infatti, garantisce che la batteria di Audi Q8 e-tron raggiunga rapidamente il suo intervallo di efficienza ottimale compreso tra 25 °C e 35 °C e rimanga in questo intervallo di temperatura durante la guida indipendentemente dalle situazioni, dall'avviamento a freddo d'inverno, dai rapidi viaggi in autostrada nelle calde giornate estive. Affinché la batteria agli ioni di litio possa fornire affidabilmente la piena potenza anche in condizioni di guida sportiva, per un lungo periodo di tempo e a temperature esterne elevate, un sistema di raffreddamento a base liquida la mantiene nell'intervallo di temperatura ideale.
La gestione termica intelligente comprende quattro circuiti che vengono accoppiati a seconda delle condizioni di funzionamento e della situazione di guida. Questi ottimizzano costantemente il livello di temperatura dei componenti del sistema rilevanti, raffreddando i motori elettrici con i relativi rotori, i componenti elettronici di potenza, e il caricabatterie. Inoltre, la gestione termica di Audi Q8 e-tron consente di regolare la temperatura nell'abitacolo e della batteria ad alto voltaggio.
Il sistema di raffreddamento è separato dall'involucro delle celle della batteria ed è composto da profilati estrusi piatti in alluminio suddivisi in camere di piccole dimensioni. Lo scambio di calore tra le celle della batteria e il sistema di raffreddamento montato al di sotto viene effettuato tramite un materiale speciale altamente termo-conduttivo con la consistenza di un tappetino in gomma che viene pressato sotto ciascun modulo di cella e che trasferisce il calore residuo al liquido di raffreddamento in modo uniforme attraverso l'alloggiamento della batteria. Nei tubi dell'acqua di raffreddamento di Audi Q8 e-tron, lunghi circa 40 metri, circolano 22 litri di liquido di raffreddamento. Inoltre, la pompa termica di serie utilizza in modo efficiente l'inevitabile calore residuo dei motori elettrici per il riscaldamento e la climatizzazione dell'abitacolo, recuperando in questo modo fino a 3 kW di dissipazione effettiva. Di conseguenza, nell'uso quotidiano la pompa termica può contribuire all’autonomia in modo molto vantaggioso.