Применение теплового моделирования при проектировании автомобильной электронной системы охлаждения
В настоящее время количество электронных функций в автомобилях увеличивается и вскоре превысит ценность механических функций. Электронные функции также становятся основными конкурентоспособными элементами моделей. Ограничениями своевременной поставки моделей являются уже не механические конструкции, а электроника и программное обеспечение. Поэтому мы должны не только быстро спроектировать эти электронные компоненты, но и обеспечить их высокую производительность, качество и соответствие стандартам надежности.
Основным источником тепла электронного оборудования является его полупроводниковый кристалл (ИС). Эти чипы очень чувствительны к температуре, что усложняет тепловое проектирование. Перегрев приведет к преждевременному выходу чипа из строя. С увеличением функций связанные с этим проблемы рассеивания тепла становятся все более заметными, что стало потенциальным сдерживающим фактором в разработке электронного оборудования. Для ключевых устройств необходимы соответствующие стратегии охлаждения, чтобы предотвратить перегрев и сбой.
Хорошее управление температурным режимом должно быть спроектировано на концептуальной стадии процесса разработки. Эти продукты часто представляют собой сложные системы и требуют сотрудничества нескольких конструкторских отделов с разным опытом: инженеров по интегральным схемам и FPGA, инженеров по компоновке печатных плат, инженеров-технологов, разработчиков программного обеспечения, инженеров по надежности, инженеров-механиков, инженеров по маркетингу, инженеров по радиочастотной и высокоскоростной электротехнике. и т. д. На стадии разработки концепции необходимо принять решения, связанные с осуществимостью продукта. Он включает в себя вопрос: «Можно ли эффективно управлять тепловой энергией, вырабатываемой системой, в соответствии с заданным пространством, размером, желаемой производительностью и функцией?»
Конструкторы-механики или инженеры-теплотехники могут легко создавать концептуальные модели микросхем, печатных плат и шасси, а затем моделировать их, чтобы увидеть, могут ли они эффективно рассеивать тепло. Если да, то при проектировании можно исходить из точки зрения управления температурным режимом. Если сотрудники любого другого проектного отдела сочтут невозможным продолжить работу после стадии разработки концепции, им может потребоваться изменить функциональные характеристики, размеры, используемые устройства или некоторые другие факторы системы. Однако если проблема будет обнаружена и решена в ходе последующего процесса разработки, стоимость значительно возрастет.
Используя новейшее программное обеспечение для теплового моделирования, инженер-проектировщик может провести предварительный анализ, уловить тенденцию, быстро решить проблему, быстро решить и сравнить различные схемы, чтобы добиться большего прогресса в проекте и эффективно дополнить работу штатных аналитиков на более позднем этапе проверки проекта. По сравнению с традиционным программным обеспечением CFD время цикла моделирования может быть сокращено с нескольких недель до нескольких дней или дней. Проектировщики могут сравнивать различные схемы проектирования для разработки более конкурентоспособных и надежных продуктов, а сокращение времени цикла моделирования может ускорить выпуск продуктов.
