Importancia de la simulación térmica en el diseño electrónico del automóvil
Hoy en día, las funciones electrónicas en los automóviles van en aumento y pronto superarán el valor proporcionado por las funciones mecánicas. Las funciones electrónicas también se están convirtiendo en los principales elementos competitivos de los modelos. Las limitaciones de la entrega a tiempo de los modelos ya no son el diseño mecánico, sino la electrónica y el software. Por lo tanto, no solo debemos diseñar estos componentes electrónicos rápidamente, sino también hacer que tengan un alto rendimiento, calidad y que cumplan con el estándar de confiabilidad.
La principal fuente de calor de los equipos electrónicos es su chip semiconductor (IC). Estos chips son muy sensibles a la temperatura, lo que hace que el diseño térmico sea un desafío. El sobrecalentamiento hará que el chip falle prematuramente. Con el aumento de funciones, los problemas relacionados con la disipación de calor son cada vez más prominentes, lo que se ha convertido en un factor restrictivo potencial en el desarrollo de equipos electrónicos. Para los dispositivos clave, se necesitan estrategias de enfriamiento adecuadas para evitar el sobrecalentamiento y las fallas.
Una buena gestión térmica debe diseñarse en la etapa conceptual del proceso de desarrollo. Estos productos suelen ser sistemas complejos y requieren la cooperación de varios departamentos de diseño con diferentes antecedentes: ingenieros de circuitos integrados y FPGA, ingenieros de diseño de PCB, ingenieros de fabricación, desarrolladores de software, ingenieros de confiabilidad, diseñadores mecánicos, ingenieros de marketing, de radiofrecuencia y eléctricos de alta velocidad, etc. En la etapa de concepto, se deben tomar decisiones relacionadas con la viabilidad del producto. Se trata de "¿puede gestionarse eficazmente la energía térmica generada por el sistema de acuerdo con el espacio, el tamaño, el rendimiento y la función deseados?
Los diseñadores mecánicos o los ingenieros de diseño térmico pueden crear fácilmente modelos conceptuales de IC, PCB y chasis, y luego simularlos para ver si pueden disipar el calor de manera efectiva. Si es así, el diseño puede proceder desde la perspectiva de la gestión térmica. Si al personal de cualquier otro departamento de diseño le resulta imposible continuar después de la etapa de concepto, es posible que deba cambiar las especificaciones funcionales, las especificaciones de tamaño, los dispositivos utilizados o algunos otros factores del sistema. Sin embargo, si el problema se encuentra y se rediseña en el proceso de desarrollo posterior, el costo aumentará significativamente.
Usando el software de simulación térmica más reciente, el ingeniero de diseño puede llevar a cabo un análisis frontal, captar la tendencia, resolver rápidamente el problema, resolver rápidamente y comparar diferentes esquemas, a fin de lograr un mayor progreso del proyecto, a fin de complementar de manera efectiva el trabajo de analistas de tiempo completo en la etapa posterior de verificación del proyecto. En comparación con el software CFD tradicional, el tiempo del ciclo de simulación se puede acortar de unas pocas semanas a unos pocos días o un día. Los diseñadores pueden comparar una variedad de esquemas de diseño para desarrollar productos más competitivos y confiables, y un ciclo de simulación más corto puede acelerar el lanzamiento de productos.
