基于Icepak的电子控制器散热设计优化

2021-12-29顾双峰

汽车零部件 2021年12期

顾双峰

(同济大学汽车学院,上海 201804)

0 引言

随着汽车电动化、智能化逐渐成为未来汽车技术发展的主要方向，作为汽车执行决策的“大脑”，电子控制器已经成为汽车零部件中最为重要的组成之一。随着集成的功能越来越多，控制器的可靠性必然成为设计中最为重要的关注点之一。

“阿雷尼厄斯十度法则”指出：电子元器件工作温度每降低10 ℃，寿命将增加1倍；温度每升高10 ℃，寿命将缩短1/2。根据美军的分析报告，大约50%的电子设备失效案例由工作环境的高温导致[1]。因此，将电子设备的工作温度控制在合理范围内，是工程师在产品设计过程中最重要的关注点之一。座舱控制器模块一般布置在汽车的前舱内，可用空间十分有限，如何在有限空间内实现控制器电路板的有效散热是开发时的难点之一。传统的设计方法一般是基于已有的设计经验进行理论计算，并基于实物样件进行元器件温度测试，最终再根据实际情况调整电路板上元器件布局或者增加散热结构设计。这样的开发过程时间冗长，且设计和更改成本很高，在汽车设计周期越来越短的今天，严重制约了整个行业的发展。为此，有限元仿真分析法应运而生，可以在设计阶段对产品进行热仿真分析，评估产品整体发热状况并得到优化设计方案，从而极大减少在实际产品上出现过热的风险，大大缩短开发周期并节省开发成本。