電子設(shè)備熱設(shè)計演講人：日期:目錄02.04.05.01.03.06.熱管理基礎(chǔ)理論熱仿真與驗證熱設(shè)計核心方法典型場景設(shè)計案例散熱材料技術(shù)可靠性測試與維護01熱管理基礎(chǔ)理論PART熱傳導基本原理溫度分布通過熱傳導方程可以求解物體內(nèi)部的溫度分布，進而分析熱傳導的效果。03反映材料導熱性能的物理量，不同材料導熱性能不同。02熱傳導系數(shù)傅里葉定律描述了熱量在物體內(nèi)部傳遞的規(guī)律，即熱流密度與溫度梯度成正比。01對流與輻射機制對流換熱流體各部分之間由于溫度差異引起的熱量傳遞現(xiàn)象，包括自然對流和強制對流。01輻射換熱物體通過電磁波的形式向外輻射能量，輻射換熱與物體的表面溫度、表面特性及輻射波長有關(guān)。02熱輻射效率表征物體輻射能力的指標，與物體的表面溫度、表面特性及輻射波長有關(guān)。03熱源用于吸收和散發(fā)熱量的部件或結(jié)構(gòu)，如散熱器、散熱片等。熱沉邊界條件確定熱傳導、對流和輻射在熱設(shè)計中的邊界條件，包括溫度、熱流密度等。電子設(shè)備中的功率器件、電阻器等，它們在工作時會產(chǎn)生大量的熱量。熱邊界條件設(shè)定02熱設(shè)計核心方法PART熱源分布優(yōu)化通過合理布局電子元器件和組件，降低熱源密度，減少熱量集中。熱流路徑優(yōu)化設(shè)計合理的熱流路徑，確保熱量從熱源高效傳導到散熱部件或環(huán)境中。熱隔離通過結(jié)構(gòu)隔離減少熱量對敏感元件的影響，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。模塊化設(shè)計將發(fā)熱量大的部件進行模塊化，便于散熱處理和維護。結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化策略散熱路徑規(guī)劃原則通過增大散熱部件的表面積，提高散熱效率。增大散熱面積設(shè)計合理的通風口和散熱風道，提高空氣對流散熱效果。合理利用空氣流動盡量縮短熱量從熱源到散熱部件的傳導路徑，減少熱阻?？s短散熱路徑010302確保散熱部件的溫度分布均勻，避免出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。散熱部件的均勻性04界面材料選型標準導熱系數(shù)高選擇導熱系數(shù)高的材料，提高熱傳導效率。01絕緣性能好對于電氣部件，要求材料具有良好的絕緣性能，避免短路。02耐腐蝕性強在高溫環(huán)境下，材料不易發(fā)生腐蝕或氧化反應(yīng)，保證長期穩(wěn)定性。03可加工性好材料易于加工和成型，便于生產(chǎn)制造和維修。0403散熱材料技術(shù)PART具有極高的導熱性能，可快速將熱量傳遞出去，同時具有良好的力學性能和輕質(zhì)特性。高導熱復合材料石墨烯復合材料具有高導熱性和良好的耐高溫性能，適用于高溫環(huán)境下的散熱。陶瓷復合材料以金屬為基體，通過添加其他導熱顆?；蚶w維來增強其導熱性能。金屬基復合材料利用相變材料的吸熱和放熱特性，實現(xiàn)溫度的穩(wěn)定控制，廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、建筑和航空航天等領(lǐng)域。相變材料應(yīng)用場景溫控系統(tǒng)相變材料可以存儲大量的熱能，并在需要時釋放出來，應(yīng)用于太陽能儲能、電力調(diào)峰等場景。熱能存儲相變材料可以吸收大量的熱量并保持溫度不變，從而保護周圍設(shè)備或人員免受高溫熱源的傷害。熱防護隔熱材料性能參數(shù)熱導率密度熱阻耐高溫性能隔熱材料的導熱性能指標，熱導率越低，隔熱性能越好。隔熱材料對熱流傳遞的阻力，熱阻越大，隔熱性能越優(yōu)異。隔熱材料的密度越小，輕質(zhì)性能越好，對于減輕整個設(shè)備的重量具有重要意義。隔熱材料在高溫下的性能穩(wěn)定性，包括熱導率、熱阻等指標的變化情況。04熱仿真與驗證PART仿真軟件工具選型仿真軟件功能評估包括熱傳導、熱輻射、流體動力學等仿真模塊，以及材料庫、邊界條件設(shè)定等功能。01仿真精度與速度選擇在保證仿真精度的前提下，計算速度較快的軟件，以提高設(shè)計效率。02軟件易用性與兼容性考慮軟件的用戶界面、學習曲線以及與其他設(shè)計工具的兼容性。03模型簡化原則根據(jù)熱設(shè)計需求，對復雜結(jié)構(gòu)進行合理簡化，保留關(guān)鍵熱傳導路徑和熱源。模型簡化與邊界設(shè)定邊界條件設(shè)定確定模型與環(huán)境之間的熱交換方式，如熱傳導、對流和輻射，并設(shè)定合理的邊界條件。網(wǎng)格劃分與優(yōu)化進行網(wǎng)格劃分，確保關(guān)鍵區(qū)域的計算精度，同時避免網(wǎng)格過密導致計算量過大。實驗設(shè)計與實施對實驗數(shù)據(jù)進行處理，提取關(guān)鍵溫度點，與仿真結(jié)果進行對比分析。數(shù)據(jù)處理與分析模型修正與優(yōu)化根據(jù)對比結(jié)果，對仿真模型進行修正，以提高仿真精度，并基于修正后的模型進行優(yōu)化設(shè)計。針對熱仿真需求，設(shè)計實驗方案并進行實施，獲取實際溫度分布數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)對標修正05典型場景設(shè)計案例PART智能手機散熱方案石墨散熱片散熱孔設(shè)計熱管散熱技術(shù)風扇或散熱風扇利用石墨的高導熱性，將處理器和其他熱源產(chǎn)生的熱量快速傳導出去。利用熱管的高導熱性和液體蒸發(fā)吸熱的特性，將熱量從熱源快速傳遞到散熱區(qū)域。優(yōu)化手機外殼的散熱孔布局，提高散熱效率，避免內(nèi)部熱量積聚。通過內(nèi)置微型風扇或散熱風扇，增加空氣對流，加速散熱。服務(wù)器液冷系統(tǒng)設(shè)計浸沒式液冷將服務(wù)器完全浸沒在特殊的冷卻液中，利用冷卻液的高熱容和高導熱性，將服務(wù)器的熱量帶走。01冷板式液冷在服務(wù)器的主要發(fā)熱部件上安裝冷板，通過冷卻液在冷板內(nèi)部的流動，將熱量帶走。02冷卻液選擇選擇具有高導熱性、低粘度、低腐蝕性的冷卻液，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性。03冷卻液循環(huán)與散熱設(shè)計合理的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)，確保冷卻液能夠持續(xù)帶走熱量，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。04通過合理的電池模組設(shè)計，如增加散熱片、優(yōu)化模組布局等方式，提高電池模組的散熱效率。利用冷卻液在電池模組之間循環(huán)流動，將電池的熱量帶走，并通過散熱器將熱量散發(fā)到空氣中。利用熱泵技術(shù)，將電池產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移到車內(nèi)的其他部件或環(huán)境中，實現(xiàn)熱量的回收利用和高效管理。通過優(yōu)化電池的低溫啟動性能，降低電池在低溫環(huán)境下的熱量損失，提高電動汽車的續(xù)航里程和性能。電動汽車電池熱管理電池模組散熱液體冷卻系統(tǒng)熱泵技術(shù)低溫啟動策略06可靠性測試與維護PART通過紅外熱成像儀觀測電子設(shè)備表面溫度分布，直觀顯示熱點位置和溫度梯度。溫度場監(jiān)測手段紅外熱成像技術(shù)利用熱電效應(yīng)或電阻變化來測量溫度，具有高精度和長期穩(wěn)定性。熱電偶與熱電阻通過計算流體力學（CFD）模擬電子設(shè)備內(nèi)部散熱情況，預測溫度分布和散熱效果。流體動力學仿真熱疲勞老化測試加速老化測試在高溫環(huán)境下進行長時間測試，加速設(shè)備內(nèi)部化學反應(yīng)和材料老化，評估其長期可靠性。03在短時間內(nèi)讓設(shè)備承受極端的溫度變化，檢驗其耐熱沖擊能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。02熱沖擊測試溫度循環(huán)測試通過反復的溫度循環(huán)來模擬設(shè)備在實際使用中的熱應(yīng)力，評估其熱疲勞壽命。01長期維護策略