電子冷卻仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
電子冷卻仿真的視頻教程
關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真
關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真相關說明
免費 1小時53分鐘 216播放
查看
HyperWorks CFD仿真案例：電池包冷卻分析
（課程相關文件見附件） Altair 官方微信平臺 最新、最及時的活動和培訓訊息；全原創干貨技術專題；前沿解決方案分享 欲了解更多信息，歡迎訪問： www.altair.com.cn
免費 30分鐘 55播放
查看
電子冷卻仿真的實例教程
[圖片]
考慮到電子產品的尺寸和電池壽命，我們已經取得了長足的進步?？纯词謾C；摩托羅拉設計的第一款便攜式手機只用了 30 分鐘或更少，重約 3 磅。出于顯而易見的原因，這些電話被稱為“磚塊”。當今的一些智能手機比 PC 速度更快、功能更強大。電子產品的小型化以及對高功率密度的需求增加了電子冷卻的巨大壓力。電子冷卻技術自 1960 年代就已經存在，但隨著客戶對高功率電子產品的渴望，新的熱管理技術成為滿足這些需求的先決條件。從過去可以學到很多東西，將這些知識應用到現在并進行必要的修改，并預測未來冷卻系統的需求。
回顧過去
CFD 用于電子冷卻的出現僅在 80 年代后期才開始，大約在 CFD 在空氣動力學應用中占有一席之地 30 年后。第一個用于電子冷卻 CFD 研究的工作站使用 Unix。為了使用這個平臺，熱工程師絕對有必要對流體動力學和傳熱有一個核心的了解。以綠色和黑色線框布置的幾何圖形需要數天和數周的時間來構建。每個幾何體都將表示為一組僅由矩形塊和三角柱組成的長方體。在那些日子里，一個 20,000 個單元格的網格需要數周的數字運算，在所有這些計算之后，解決方案很可能會出現分歧。
隨著時間的推移，出現了一些變化，包括對圖形界面、MCAD 和 ECAD 導入的改進，并且計算時間顯著減少。但 CFD 解決方案的幾何建模和離散化方面仍然停滯不前，并且在過去十年中沒有任何重大進展。當僅解決或改進特定應用程序的某些方面時，增長曲線通常會下降，并且這些增強功能不適合原始系統。
用 Cadence Celsius EC Solver 回憶現在
通過從零開始，Cadence Celsius EC Solver等軟件 徹底改變了電子熱仿真領域。這個軟件已經變得智能了。
展開 3 仿真結果及分析
3.1 液冷板溫度分布對比
對冷卻液質量流量Qin = 0.25 kg/s，入口溫度θin =20 ℃工況進行仿真計算，得到液冷板溫度分布，如圖5所示。由于模型1 的回流橫向流道窄（流道右端與液冷板右側內壁之間的通道），冷卻液流速大, 在慣性力的作用下，冷卻液向外側流道流動的現象，回流側冷卻液分布不均勻，各流道散熱能力差異較大導致最內側流道溫度遠高于其他流道。與模型1 相比，模型2 的回流橫向流道呈V 型，在匯流處流道寬度較大，冷卻液流速較低，慣性力作用較弱。此外，冷卻液從內向外依次提前回流，可以減緩冷卻液向外側流道流動的現象。冷卻液流速分布均勻使得內側流道具有較好散熱效果，避免了液冷板回流內側溫度過高，液冷板溫度均勻性更好。
3.2 電池組溫度分布對比
在冷卻液質量流量0.25 kg/s，入口溫度20 ℃工況下進行仿真計算，得到液冷板溫度分布，如圖6 所示。電池組溫度分布呈現上部溫度高、下部溫度低、電池模組間的溫度分布較為均勻的現象。模型1 電池模組的高溫區域明顯多于模型2 電池模組的高溫區域，而且模型2 電池組的最高溫度和最大溫差均低于模型1，模型2 電池組溫度分布更均勻。但由于電池組產熱率較大并且在電池模組高度方向上傳熱路徑太長，模型1 和模型2 均存在電池模組上部散熱不佳的問題，導致電池模組在高度方向上溫度差異較大。
3.3 冷卻液質量流量對冷卻液壓降的影響
保持冷卻液入口溫度為20 ℃，調節冷卻液質量流量Qin 分別設為0.25、0.30、0.35、0.40、0.45 kg/s 進行仿真模擬，液冷板壓降Δp 隨冷卻液質量流量Qin 的變化情況如圖7 所示。
展開 在射出成型領域中，冷卻系統至關重要。塑件必須冷卻固化至特定溫度，脫模頂出時才能具備足夠的剛性，以避免塑件因外力產生變形，并可保持尺寸穩定性。此外，冷卻時間占整個成型周期70%-80%的時間，因此良好的冷卻系統可以大幅縮減成型周期、提升產能。
然而對許多大型產品的模具而言，水路數量多且復雜，這導致在分析之前，須耗費大量時間整理模具中各群水路的進出途徑。Moldex3D Studio的冷卻水路回路精靈提供可整理、編輯水路線條的便利工具，能有效、快速整理復雜的水路路線，加速前處理進程；并以線條代替3D實體水路，減少網格生成的失敗率，提升仿真分析速度。
冷卻水路回路精靈能自動生成最長的適當水路曲線，并標示進出口。在擁有實體3D水路以及水路進出口位置的前提下，該功能可協助用戶快速建立水路回路曲線。本文將示范使用工具頁的中心線、連接信道曲線，再透過冷卻水路回路精靈完成水路回路及進出水口設定*。
*注：本文所介紹的功能僅供演示目的，冷卻水路回路精靈支持更多樣的建立水路曲線功能。
操作流程
步驟1：萃取水路的中心線條
匯入幾何后，在建立水路前，先使用工具欄的中心線來萃取模型中的3D實體水路幾何面，擷取所需的水路幾何線條。點選中心線并進入建構中心線的接口后，框選要萃取中心線的實體水路曲面群，也可以一次框選多個實體水路曲面群，框選好之后點選確認，即完成中心線萃取（右下方圖中的黃色中心線條）。
步驟2：整理連接不完整的水路線條
由工具欄點選連接信道曲線，并框選之前產生的中心線條，點選打勾完成，就會發現之前未連接的線條已自動連接。
步驟3：用冷卻水路回路精靈完成水路回路及進出水口設定
在模型頁面點選回路精靈中的冷卻水路回路精靈，框選連接好的水路線條，再一次點選抓取完成選取。
展開 隨著電子元器件的尺寸趨于小型化，其傳熱性能提高的需求日益增加，這給熱設計工程師帶來巨大的挑戰：如何設計更小的散熱器，同時能散發出更多的熱量。除此之外，電子產品的快速發展意味著散熱器設計開發時間越來越短。
本文研究創成式設計和先進的兩相冷卻仿真技術相結合，用以高效地設計兩相冷卻電子設備。文章首先通過數值模型的討論，簡要地解釋了創成式設計的方法，形成最終的概念驗證設計。
01兩相冷卻模型
近年來，計算機模擬成為新產品設計周期的一個重要組成部分，隨著計算能力的提高與先進數值模型的發展，復雜問題的模擬更加準確和快速。在新產品的設計周期中采用計算機仿真技術，從時間和成本來看，大大提高了開發過程的效率。與實驗測試對比，該方法往往更加實惠且較強的擴展性，這意味著僅僅需要一小部分成本便能探索更廣泛的設計空間。
當以模擬計算來代替實驗時，其計算的準確性尤為關鍵。仿真模擬依靠的是與物理行為相近的數值模型，而模型的復雜性直接與性能和計算成本相關，因此選擇合適的數值模型成為設計過程中的一個基本步驟。在共軛傳熱問題中，固體和流體部分的仿真計算在一定程度上可獨立處理。
一種常見的方法是用熱阻模型或數值模型（如有限元）來模擬固體，流道以一維模型來近似模擬流體，如表 1中所述。固體和流體之間的傳熱是沿通道的溫差乘以對流換熱系數來計算的，通常對流換熱系數由努塞爾數相關關系中獲得。這種方法在計算上是比較友好，因為忽略了流體特性的局部變化，如邊界層和湍流，因此使用該設計方法得到的設計結果可能有一定的誤差。
展開 
電子冷卻仿真的相關專題、標簽、搜索
電子冷卻仿真的最新內容
<p><img src="https://img.jishulink.com/202605/imgs/5e1e1e2be4c642fab32c219dc0e0bfde"></p><p><strong>時間：</strong>2026年5月19日（周二），13:30-18:00</p><p><strong>地點：</strong>武漢</p><p><strong>費用：</strong>免費（報名需審核
在AI 算力爆發與數據中心高速演進的驅動下，硅光芯片與光電子技術正加速成為產業核心。隨著硅光、光模塊以及新型光電器件的設計復雜度持續提升，傳統依賴經驗與試錯的開發模式已難以滿足效率與性能的雙重要求。
以仿真為核心的設計流程，正成為縮短開發周期、降低試錯成本，并提升產品可靠性的關鍵。作為光電子仿真領域的行業標桿，Ansys 提供覆蓋器件、光子集成電路（PIC）到系統級的完整解決方案，其多物理場協同與器件
工程師可以使用仿真解決方案，如Ansys Fluent軟件、Ansys Icepak電子冷卻仿真軟件 和Ansys Thermal Desktop熱建模軟件，來修改布局和設備規范，以實現最佳熱管理，避免代價高昂的試錯過程以及為達到冷卻效果進行額外投資。仿真解決方案還可以解決數據中心產生的聲學和噪聲影響，從而盡量減少對所在社區的干擾。
本文原刊登于Ansys.com：《Simulation Enables SiC Module Designs at STMicroelectronics》
作者： Christophe Bianchi | Ansys首席技術專家
編輯整理：張偉偉 | Ansys 高級應用工程師
“我們在Mechanical中完成了這一分析，它是一款值得信賴的求解器，對于我們在開發過程中了解SiC MOSFET
在射出成型領域中，冷卻系統至關重要。塑件必須冷卻固化至特定溫度，脫模頂出時才能具備足夠的剛性，以避免塑件因外力產生變形，并可保持尺寸穩定性。此外，冷卻時間占整個成型周期70%-80%的時間，因此良好的冷卻系統可以大幅縮減成型周期、提升產能。
然而對許多大型產品的模具而言，水路數量多且復雜，這導致在分析之前，須耗費大量時間整理模具中各群水路的進出途徑。Moldex3D Studio的冷卻水路回路精靈提供可整理
他們可以使用諸如Ansys Mechanical結構有限元分析（FEA）軟件或Ansys Icepak電子冷卻仿真軟件等工具，這些工具可與高頻電磁求解器連接。如果天線安裝在車輛或飛機上，他們可能需要使用CFD工具，如Ansys Fluent流體仿真軟件，來了解和設計高速空氣動力載荷。
在實務上，為了能完整的重現射出成型結果，我們建議使用Moldex3D進行完整的成型分析，以利于掌握所有細節。不過在投入時間進行建模與分析前，過去科學家們已經利用各項理論計算出：特定情況下的理論數值，并將其轉化為標準計算公式。例如計算非牛頓流體在特定澆口尺寸與外型下，不同流率對應的剪切率；或是計算指定厚度下，平板的冷卻時間與溫度分布等。對此MHC也整合這些理論公式，并建立互動接口，供用戶方便進行理論計算
在實務上，為了能完整的重現射出成型結果，我們建議使用Moldex3D進行完整的成型分析，以利于掌握所有細節。不過在投入時間進行建模與分析前，過去科學家們已經利用各項理論計算出：特定情況下的理論數值，并將其轉化為標準計算公式。例如計算非牛頓流體在特定澆口尺寸與外型下，不同流率對應的剪切率；或是計算指定厚度下，平板的冷卻時間與溫度分布等。對此MHC也整合這些理論公式，并建立互動接口，供用戶方便進行理論計算
使用電子灌封的益處
使用聚氨酯(PU)、硅膠、環氧樹脂進行電子灌封具有以下這些優勢：
? 絕緣性能：聚氨酯(PU)、硅膠和環氧樹脂具有有效的絕緣性能，保護電子組件不受潮濕、灰塵和其他環境因素影響，提高設備的穩定性和可靠性。
? 保護組件：電動車和行動裝置，尤其是高功率組件，通常會受到機械震動或沖擊的影響。因此會針對這些材料提供額外的防護，降低損壞風險。
? 耐高溫性：灌封材料通常具有出色的耐高溫性
在渦輪機行業，用流體冷卻渦輪葉片是常見的做法 流經冷卻孔。由于刀片中的溫度梯度， 會產生熱應力，從而導致葉片失效。
在典型的熱應力分析中，溫度被計算出來，然后應用為 應力分析的荷載條件。雖然可以解決 溫度通過對共軛傳熱進行建模 計算流體動力學 （CFD） 代碼，它需要大量的 計算資源。CFD 的降階模型，假設一維流 通過孔，可以提供一種廉價的解決方案，而不會造成重大損失 準確性。由于通過冷卻孔的質量流量是已知的
