上海2013年5月24日電 /美通社/ -- 電子設計自動化技術的領導廠商 Mentor Graphics（明導國際）近日發(fā)布一份題為《提高汽車產(chǎn)品的競爭力與可靠性 -- 熱管理在汽車電子設計過程中的重要性》的研究報告。中文版的報告全文可在 Mentor Graphics 的官方網(wǎng)站閱讀和下載：[http://automotive.cn.mentor.com/news-publications/thermal-management]。
1.報告作者介紹
John Isaac，Mentor Graphics公司市場開發(fā)部總監(jiān)。
2.前言、背景
當今汽車中的電子類功能（圖1）不斷增加，并將很快超過機械類功能所提供的價值。電子類功能也正成為車型的主要競爭元素。車型按時交付的制約因素已經(jīng)不再是機械設計，而是電子和軟件。因此不僅要快速設計出這些電子部件來，還要讓其具備較高的性能、質(zhì)量并滿足可靠性標準。如果它們的可靠性較低，且在售后出現(xiàn)故障，那么企業(yè)不但將承受巨額的保修和召回費用，還可能令其聲譽受損。
電子設備的主要熱源是其半導體芯片 (IC)，這些芯片對溫度非常敏感，使得冷卻方案的設計成了挑戰(zhàn)。過熱會使芯片過早失效。隨著功能的增加，相關散熱問題日益突顯，成為電子設備發(fā)展過程中的一個潛在制約因素。對關鍵器件，需要合適的冷卻策略來防止其過熱和失效。
3.全文要點與大綱如下：
為何要從概念設計階段開始？
通過采用Mentor Graphics公司新的 FloTHERM XT 解決方案，機械設計師或熱設計工程師能輕松創(chuàng)建IC、PCB和機箱的概念模型，然后進行模擬，看看能否有效散熱。如果能的話，那么從熱管理角度來看，設計就能進行下去。如果任何一個其它設計部門的人員經(jīng)過概念階段后發(fā)現(xiàn)無法進行下去，他們可能需要改變系統(tǒng)的功能規(guī)范、尺寸規(guī)格、使用的器件或其它一些因素。然而，如果在后續(xù)的開發(fā)過程中才發(fā)現(xiàn)問題并重新設計的話，所需成本就會顯著增加。
從開發(fā)過程的概念階段就開始考慮熱設計的另一個原因是為后續(xù)詳細設計提供指導。在對PCB板或機箱進行詳細的設計之前，設計人員能夠輕松創(chuàng)建并對比多種概念設計方案，然后選擇較好的方案，并使用這些數(shù)據(jù)為詳細的系統(tǒng)設計提供指導。
使用 FloTHERM XT 設計汽車元器件
如圖3所示為使用 FloTHERM XT 設計復雜部件的典型流程。該流程的第一步是PCB板的概念布局。這一步驟中，設計師可做出PCB板以及他/她知道將產(chǎn)生熱量的元器件的粗略模型。使用該工具時，可自己創(chuàng)建元件模型或從 SmartParts? 庫中選取模型。SmartParts 庫包含完整的元器件模型以及可輕松修改成實際元器件結構的模板。然后，即可把這些元器件定位在概念設計PCB板上。
然后設計師可以創(chuàng)建一個概念設計機箱，并將PCB板置于機箱內(nèi)。FloTHERM XT 擁有完整的機械設計功能，因此，可根據(jù)需要細化元器件或者機箱的模型，以正確描述目標產(chǎn)品。PCB板置于機箱內(nèi)以后，便可添加邊界條件并進行 CFD 熱仿真分析。設計師可根據(jù)結果修改元器件布局、為過熱元器件添加散熱片、修改機箱，然后重新進行分析。
持續(xù)該過程直至設計師滿意（他/她得到了很好的熱管理解決方案）為止。與熱相關的零部件正確放置于PCB板上。PCB板正確放置于機箱內(nèi)。機箱形狀和材料可提供良好的傳導、對流或熱輻射散熱。然后，即可結束概念設計工作，信息傳遞給 MDA 和 EDA 設計師，用于詳細設計。
4.研究報告總結
使用 FloTHERM XT，設計工程師可進行前端分析、把握趨勢、快速解決問題、通過快速求解并對比不同的方案從而取得更大的項目進展，以此有效補充專職分析人員在項目后期驗證階段的工作。和傳統(tǒng)CFD軟件相比，可將仿真周期時間從幾周縮短至幾天或一天。設計師可對比多種設計方案，開發(fā)出更具競爭力和更可靠的產(chǎn)品，而較短的仿真周期時間則可加快產(chǎn)品上市（圖4）。
關于 Mentor Graphics
Mentor Graphics 集團（納斯達克代碼：MENT）是電子硬件和軟件設計解決方案的全球領導者，為世界上較成功的電子和半導體公司提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、咨詢服務和支持，所提供的支 持曾多次獲獎。公司成立于1981年，在過去的12個月中實現(xiàn)營業(yè)收入約10.15億美元。公司總部地址：8005 S.W. Boeckman Road, Wilsonville, Oregon 97070-7777（美國俄勒岡州）。官方網(wǎng)站：http://www.mentor.com。
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