aplicação de simulação térmica em design térmico eletrônico automotivo
Hoje em dia, as funções electrónicas nos automóveis estão a aumentar e em breve ultrapassarão o valor proporcionado pelas funções mecânicas. As funções eletrônicas também estão se tornando os principais elementos competitivos dos modelos. As restrições à entrega pontual de modelos não são mais o projeto mecânico, mas a eletrônica e o software. Portanto, não devemos apenas projetar esses componentes eletrônicos rapidamente, mas também fazer com que tenham alto desempenho, qualidade e atendam aos padrões de confiabilidade.
A principal fonte de calor dos equipamentos eletrônicos é o seu chip semicondutor (IC). Esses chips são muito sensíveis à temperatura, o que torna o projeto térmico um desafio. O superaquecimento fará com que o chip falhe prematuramente. Com o aumento das funções, os problemas relacionados à dissipação de calor tornam-se cada vez mais proeminentes, o que se tornou um potencial fator restritivo no desenvolvimento de equipamentos eletrônicos. Para dispositivos importantes, são necessárias estratégias de resfriamento adequadas para evitar superaquecimento e falhas.
Um bom gerenciamento térmico deve ser concebido na fase conceitual do processo de desenvolvimento. Esses produtos são frequentemente sistemas complexos e requerem a cooperação de vários departamentos de design com diferentes formações: engenheiros de IC e FPGA, engenheiros de layout de PCB, engenheiros de fabricação, desenvolvedores de software, engenheiros de confiabilidade, projetistas mecânicos, engenheiros de marketing, de radiofrequência e elétricos de alta velocidade, etc. Na fase de conceito, é necessário tomar decisões relacionadas à viabilidade do produto. Envolve “a energia térmica gerada pelo sistema pode ser gerenciada de forma eficaz de acordo com o espaço, tamanho, desempenho e função desejados?
Projetistas mecânicos ou engenheiros de projetos térmicos podem criar facilmente modelos conceituais de IC, PCB e chassis e, em seguida, simulá-los para ver se conseguem dissipar o calor de maneira eficaz. Nesse caso, o projeto pode prosseguir na perspectiva do gerenciamento térmico. Se o pessoal de qualquer outro departamento de design achar impossível prosseguir após a fase de conceito, poderá ser necessário alterar as especificações funcionais, especificações de tamanho, dispositivos utilizados ou alguns outros fatores do sistema. No entanto, se o problema for encontrado e redesenhado no processo de desenvolvimento subsequente, o custo aumentará significativamente.
Usando o mais recente software de simulação térmica, o engenheiro de projeto pode realizar análises front-end, compreender a tendência, resolver rapidamente o problema, resolver e comparar rapidamente diferentes esquemas, de modo a fazer maior progresso do projeto, de modo a complementar eficazmente o trabalho de analistas em tempo integral na fase posterior de verificação do projeto. Comparado com o software CFD tradicional, o tempo do ciclo de simulação pode ser reduzido de algumas semanas para alguns dias ou um dia. Os projetistas podem comparar uma variedade de esquemas de projeto para desenvolver produtos mais competitivos e confiáveis, e um tempo de ciclo de simulação mais curto pode acelerar o lançamento de produtos.
