唐宁

(泛亚汽车技术中心有限公司，上海 200210)

0 引言

电子设备的散热性能是其整体性能的一项重要指标，为了更好指导散热设计，需对电子设备的散热分析技术进行深入研究。目前，通过数值模拟技术对电子设备进行散热分析已经成为电子设备散热设计的关键步骤。与传统的热分析方法相比较，数值模拟技术通过可视化图形直观的分析出不同散热设计方法的散热效果，可有效指导设计，极大缩短设计时间，降低设计成本，避免设计风险并提高产品的一次成功率[1]。据统计，55%的电子设备失效是由温度过高引起的[2]。随着温度升高，组件故障率呈指数增长[3]。研究表明：超过其标称可承受最高温度后，半导体元件温度升高10℃，其可靠性降低50%[4]；对于电子设备而言，温度每降低1℃，故障率可下降4%[5]。基于这种情况，国内外研究人员对电子设备散热设计进行了深入研究。刘维红和李丹对印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)板级散热结构中过孔和散热翅片的影响[6]，但未对产热机理做相应的推导。刘永军分析了车辆三合一辅助控制器中的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)模块和直流电压变换电源[7]，但模型相对简单。李晓艺等人设计了互逆轴向双水道液冷散热结构降低电机温度[8]。电子水泵作为汽车热管理系统的重要部件，其作用是根据散热需求保证热管理系统中液体正常流动，及时与发动机或电池包进行热量交换，保证其工作在正常温度[9]。电子水泵在实现基本性能的同时其自身散热设计也是一项难点，电子水泵主要由控制器、电机本体和水力系统组成，水力系统的损耗较小，可忽略不计。……