Otomotiv elektronik tasarımında termal simülasyonun önemi
Günümüzde otomobillerdeki elektronik fonksiyonlar artmakta ve yakında mekanik fonksiyonların sağladığı değeri aşacaktır. Elektronik işlevler de modellerin ana rekabet unsurları haline geliyor. Modellerin zamanında tesliminin kısıtlamaları artık mekanik tasarım değil, elektronik ve yazılımdır. Bu nedenle, bu elektronik bileşenleri sadece hızlı bir şekilde tasarlamamalı, aynı zamanda yüksek performans, kalite ve güvenilirlik standardını karşılamalarını sağlamalıyız.
Elektronik ekipmanın ana ısı kaynağı, yarı iletken çipidir (IC). Bu yongalar sıcaklığa karşı çok hassastır ve bu da termal tasarımı bir meydan okuma haline getirir. Aşırı ısınma, çipin zamanından önce bozulmasına neden olur. Fonksiyonların artmasıyla, ilgili ısı dağılımı sorunları giderek daha belirgin hale geliyor ve bu da elektronik ekipmanların geliştirilmesinde potansiyel bir kısıtlayıcı faktör haline geldi. Anahtar cihazlar için, aşırı ısınmayı ve arızayı önlemek için uygun soğutma stratejilerine ihtiyaç vardır.
Geliştirme sürecinin kavramsal aşamasında iyi bir ısı yönetimi tasarlanmalıdır. Bu ürünler genellikle karmaşık sistemlerdir ve farklı geçmişlere sahip çeşitli tasarım departmanlarının işbirliğini gerektirir: IC ve FPGA mühendisleri, PCB yerleşim mühendisleri, üretim mühendisleri, yazılım geliştiriciler, güvenilirlik mühendisleri, mekanik tasarımcılar, pazarlama, radyo frekansı ve yüksek hızlı elektrik mühendisleri, vb. Konsept aşamasında, ürünün fizibilitesi ile ilgili kararların alınması gerekir. Sistem tarafından üretilen ısı enerjisi verilen alana, boyuta, istenilen performansa ve fonksiyona göre etkin bir şekilde yönetilebilir mi?
Mekanik tasarımcılar veya termal tasarım mühendisleri, IC, PCB ve kasanın kavramsal modellerini kolayca oluşturabilir ve ardından ısıyı etkili bir şekilde dağıtıp dağıtamayacaklarını görmek için bunları simüle edebilir. Eğer öyleyse, tasarım termal yönetim perspektifinden ilerleyebilir. Başka bir tasarım departmanının personeli, konsept aşamasından sonra ilerlemeyi imkansız bulursa, fonksiyonel özellikleri, boyut özelliklerini, kullanılan cihazları veya sistemin diğer bazı faktörlerini değiştirmeleri gerekebilir. Ancak sonraki geliştirme sürecinde sorun bulunur ve yeniden tasarlanırsa, maliyet önemli ölçüde artacaktır.
Tasarım mühendisi en son termal simülasyon yazılımını kullanarak ön uç analizi yapabilir, trendi kavrayabilir, sorunu hızlı bir şekilde çözebilir, farklı şemaları hızlı bir şekilde çözebilir ve karşılaştırabilir, böylece daha büyük proje ilerlemesini sağlayabilir ve böylece çalışmayı etkin bir şekilde tamamlayabilir. Projenin sonraki doğrulama aşamasında tam zamanlı analistler. Geleneksel CFD yazılımı ile karşılaştırıldığında, simülasyon döngü süresi birkaç haftadan birkaç güne veya bir güne kısaltılabilir. Tasarımcılar, daha rekabetçi ve güvenilir ürünler geliştirmek için çeşitli tasarım şemalarını karşılaştırabilir ve daha kısa simülasyon döngü süresi, ürünlerin piyasaya sürülmesini hızlandırabilir.
