Σημασία της θερμικής προσομοίωσης στον ηλεκτρονικό σχεδιασμό αυτοκινήτων

Στις μέρες μας, οι ηλεκτρονικές λειτουργίες στα αυτοκίνητα αυξάνονται και σύντομα θα ξεπεράσουν την αξία που παρέχουν οι μηχανικές λειτουργίες. Οι ηλεκτρονικές λειτουργίες γίνονται επίσης τα κύρια ανταγωνιστικά στοιχεία των μοντέλων. Οι περιορισμοί της έγκαιρης παράδοσης των μοντέλων δεν είναι πλέον μηχανικός σχεδιασμός, αλλά ηλεκτρονικά και λογισμικό. Επομένως, δεν πρέπει μόνο να σχεδιάσουμε γρήγορα αυτά τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, αλλά και να τα κάνουμε να έχουν υψηλή απόδοση, ποιότητα και να πληρούν τα πρότυπα αξιοπιστίας.

Η κύρια πηγή θερμότητας του ηλεκτρονικού εξοπλισμού είναι το τσιπ ημιαγωγών (IC). Αυτά τα τσιπ είναι πολύ ευαίσθητα στη θερμοκρασία, γεγονός που καθιστά τον θερμικό σχεδιασμό πρόκληση. Η υπερθέρμανση θα προκαλέσει πρόωρη βλάβη του τσιπ. Με την αύξηση των λειτουργιών, τα σχετικά προβλήματα απαγωγής θερμότητας γίνονται όλο και πιο εμφανή, γεγονός που έχει γίνει ένας πιθανός περιοριστικός παράγοντας στην ανάπτυξη ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Για βασικές συσκευές, απαιτούνται κατάλληλες στρατηγικές ψύξης για την αποφυγή υπερθέρμανσης και αστοχίας.

Μια καλή θερμική διαχείριση θα πρέπει να σχεδιαστεί στο εννοιολογικό στάδιο της διαδικασίας ανάπτυξης. Αυτά τα προϊόντα είναι συχνά πολύπλοκα συστήματα και απαιτούν τη συνεργασία πολλών τμημάτων σχεδιασμού με διαφορετικό υπόβαθρο: μηχανικοί IC και FPGA, μηχανικοί διάταξης PCB, μηχανικοί κατασκευής, προγραμματιστές λογισμικού, μηχανικοί αξιοπιστίας, μηχανολόγοι σχεδιαστές, μάρκετινγκ, ηλεκτρολόγοι μηχανικοί ραδιοσυχνοτήτων και υψηλής ταχύτητας. κ.λπ. Στο στάδιο της ιδέας, πρέπει να ληφθούν αποφάσεις που σχετίζονται με τη σκοπιμότητα του προϊόντος. Περιλαμβάνει «μπορεί να διαχειριστεί αποτελεσματικά τη θερμική ενέργεια που παράγεται από το σύστημα σύμφωνα με τον δεδομένο χώρο, μέγεθος, επιθυμητή απόδοση και λειτουργία;

Οι μηχανικοί σχεδιαστές ή οι μηχανικοί θερμικής σχεδίασης μπορούν εύκολα να δημιουργήσουν εννοιολογικά μοντέλα IC, PCB και σασί και στη συνέχεια να τα προσομοιώσουν για να δουν εάν μπορούν να διαχέουν τη θερμότητα αποτελεσματικά. Εάν ναι, ο σχεδιασμός μπορεί να προχωρήσει από την προοπτική της θερμικής διαχείρισης. Εάν το προσωπικό οποιουδήποτε άλλου τμήματος σχεδιασμού είναι αδύνατο να προχωρήσει μετά το στάδιο της ιδέας, μπορεί να χρειαστεί να αλλάξει τις λειτουργικές προδιαγραφές, τις προδιαγραφές μεγέθους, τις συσκευές που χρησιμοποιούνται ή κάποιους άλλους παράγοντες του συστήματος. Ωστόσο, εάν το πρόβλημα εντοπιστεί και επανασχεδιαστεί στην επόμενη διαδικασία ανάπτυξης, το κόστος θα αυξηθεί σημαντικά.

Χρησιμοποιώντας το πιο πρόσφατο λογισμικό θερμικής προσομοίωσης, ο μηχανικός σχεδιασμού μπορεί να πραγματοποιήσει ανάλυση front-end, να κατανοήσει την τάση, να λύσει γρήγορα το πρόβλημα, να λύσει γρήγορα και να συγκρίνει διαφορετικά σχήματα, ώστε να επιτευχθεί μεγαλύτερη πρόοδος του έργου, ώστε να συμπληρωθεί αποτελεσματικά το έργο του αναλυτές πλήρους απασχόλησης στο μεταγενέστερο στάδιο επαλήθευσης του έργου. Σε σύγκριση με το παραδοσιακό λογισμικό CFD, ο χρόνος του κύκλου προσομοίωσης μπορεί να μειωθεί από μερικές εβδομάδες σε λίγες ημέρες ή μία ημέρα. Οι σχεδιαστές μπορούν να συγκρίνουν μια ποικιλία σχεδίων σχεδίασης για να αναπτύξουν πιο ανταγωνιστικά και αξιόπιστα προϊόντα και ο μικρότερος χρόνος κύκλου προσομοίωσης μπορεί να επιταχύνει την κυκλοφορία των προϊόντων.