自動車電子熱設計における熱シミュレーションの応用

現在、自動車の電子化が進んでおり、やがて機械的機能が提供する価値を超えてしまいます。 電子機能もモデルの主要な競争要素になりつつあります。 モデルを納期どおりに納品するための制約は、もはや機械設計ではなく、電子機器とソフトウェアにあります。 したがって、これらの電子部品を迅速に設計するだけでなく、高性能、品質を備え、信頼性基準を満たすようにする必要があります。

電子機器の主な熱源は半導体チップ（IC）です。 これらのチップは温度に非常に敏感であるため、熱設計が困難になります。 過熱によりチップが早期に故障する可能性があります。 機能の増加に伴い、それに関連する放熱の問題がますます顕著になり、電子機器の開発における潜在的な制約要因となっています。 主要なデバイスには、過熱や故障を防ぐために適切な冷却戦略が必要です。

適切な熱管理は、開発プロセスの概念段階で設計する必要があります。 これらの製品は複雑なシステムであることが多く、IC および FPGA エンジニア、PCB レイアウト エンジニア、製造エンジニア、ソフトウェア開発者、信頼性エンジニア、機械設計者、マーケティング、無線周波数および高速電気エンジニアなど、さまざまな背景を持つ複数の設計部門の協力が必要です。コンセプト段階では、製品の実現可能性に関する決定を下す必要があります。 それは、「システムが発生する熱エネルギーを、与えられたスペース、サイズ、求められる性能や機能に応じて効果的に管理できるか」ということです。

機械設計者や熱設計エンジニアは、IC、PCB、シャーシの概念モデルを簡単に作成し、それらをシミュレーションして熱を効果的に放散できるかどうかを確認できます。 そうであれば、熱管理の観点から設計を進めることができます。 他の設計部門の担当者がコンセプト段階以降に続行できないと判断した場合、システムの機能仕様、サイズ仕様、使用デバイス、またはその他の要素を変更する必要がある場合があります。 しかし、その後の開発工程で問題が発見され、設計し直すと、コストが大幅に増加してしまいます。

最新の熱シミュレーション ソフトウェアを使用して、設計エンジニアはフロントエンド分析を実行し、傾向を把握し、問題を迅速に解決し、さまざまなスキームを迅速に解決して比較することで、プロジェクトをより大きく進めることができ、設計者の作業を効果的に補完できます。プロジェクトの後期検証段階ではフルタイムのアナリストが担当します。 従来の CFD ソフトウェアと比較して、シミュレーション サイクル時間を数週間から数日または 1 日に短縮できます。 設計者は、さまざまな設計スキームを比較して、より競争力があり信頼性の高い製品を開発でき、シミュレーション サイクル タイムが短縮されることで製品の発売を迅速化できます。