Aplicación de simulación térmica en diseño térmico electrónico automotriz.
Hoy en día, las funciones electrónicas de los automóviles están aumentando 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 para la entrega a tiempo de los modelos ya no son el diseño mecánico, sino la electrónica y el software. Por lo tanto, no sólo debemos diseñar estos componentes electrónicos rápidamente, sino también hacer que tengan un alto rendimiento, calidad y 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 convierte el diseño térmico en un desafío. El sobrecalentamiento hará que el chip falle prematuramente. Con el aumento de funciones, los problemas relacionados con la disipación de calor se están volviendo cada vez más prominentes, lo que se ha convertido en un factor potencialmente restrictivo 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, radiofrecuencia y electricidad de alta velocidad. etc. En la etapa de concepto, es necesario tomar decisiones relacionadas con la viabilidad del producto. Implica "¿se puede gestionar 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 ingenieros de diseño térmico pueden crear fácilmente modelos conceptuales de circuitos integrados, PCB y chasis, y luego simularlos para ver si pueden disipar el calor de manera efectiva. De ser 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 deban 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.
Utilizando el último software de simulación térmica, el ingeniero de diseño puede realizar análisis iniciales, captar la tendencia, resolver rápidamente el problema, resolver y comparar rápidamente diferentes esquemas, para lograr un mayor progreso del proyecto y 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 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.
