applicazione della simulazione termica nella progettazione termica elettronica automobilistica
Al giorno d'oggi, le funzioni elettroniche nelle automobili sono in aumento e presto supereranno il valore fornito dalle funzioni meccaniche. Anche le funzioni elettroniche stanno diventando i principali elementi competitivi dei modelli. I vincoli per la consegna puntuale dei modelli non sono più la progettazione meccanica, ma l’elettronica e il software. Pertanto, non dovremmo solo progettare rapidamente questi componenti elettronici, ma anche far sì che abbiano prestazioni elevate, qualità e soddisfino gli standard di affidabilità.
La principale fonte di calore delle apparecchiature elettroniche è il chip semiconduttore (IC). Questi chip sono molto sensibili alla temperatura, il che rende la progettazione termica una sfida. Il surriscaldamento causerà il guasto prematuro del chip. Con l'aumento delle funzioni stanno diventando sempre più evidenti i relativi problemi di dissipazione del calore, il che è diventato un potenziale fattore restrittivo nello sviluppo di apparecchiature elettroniche. Per i dispositivi chiave, sono necessarie strategie di raffreddamento adeguate per prevenire surriscaldamenti e guasti.
Una buona gestione termica dovrebbe essere progettata nella fase concettuale del processo di sviluppo. Questi prodotti sono spesso sistemi complessi e richiedono la collaborazione di diversi dipartimenti di progettazione con background diversi: ingegneri di circuiti integrati e FPGA, ingegneri di layout PCB, ingegneri di produzione, sviluppatori di software, ingegneri di affidabilità, progettisti meccanici, ingegneri di marketing, di radiofrequenza ed elettrici ad alta velocità, ecc. Nella fase di concezione è necessario prendere decisioni relative alla fattibilità del prodotto. Si tratta di "l'energia termica generata dal sistema può essere gestita efficacemente in base allo spazio, alle dimensioni, alle prestazioni e alla funzione desiderate?"
I progettisti meccanici o gli ingegneri di progettazione termica possono creare facilmente modelli concettuali di circuiti integrati, PCB e chassis, quindi simularli per vedere se riescono a dissipare il calore in modo efficace. In tal caso, la progettazione può procedere dal punto di vista della gestione termica. Se il personale di qualsiasi altro reparto di progettazione ritiene impossibile procedere dopo la fase di concezione, potrebbe dover modificare le specifiche funzionali, le specifiche dimensionali, i dispositivi utilizzati o altri fattori del sistema. Tuttavia, se il problema viene individuato e riprogettato nel successivo processo di sviluppo, il costo aumenterà in modo significativo.
Utilizzando il più recente software di simulazione termica, il progettista può effettuare analisi front-end, cogliere la tendenza, risolvere rapidamente il problema, risolvere e confrontare rapidamente diversi schemi, in modo da compiere maggiori progressi nel progetto, in modo da integrare efficacemente il lavoro di analisti a tempo pieno nella fase successiva di verifica del progetto. Rispetto ai tradizionali software CFD, il tempo del ciclo di simulazione può essere ridotto da poche settimane a pochi giorni o un giorno. I progettisti possono confrontare una varietà di schemi di progettazione per sviluppare prodotti più competitivi e affidabili, mentre un ciclo di simulazione più breve può accelerare il lancio dei prodotti.
