電子熱管理
關注創建者：匿名 創建時間：2022-02-22
電子熱管理的視頻教程
Starccm儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真-十二大專題電池儲能熱管理設計仿真入門進階45講
通過課程的學習讓你從一個剛剛畢業的小白，從入門到進階學習到熱管理設計方法和熱管理仿真的方法，讓你全方位熱管理工程師，學習完課程可以達到獨立承擔項目水平。 課程介紹： 電池熱管理的基本知識:包括鋰電池的工作原理，溫度對電池影響，電池發熱量獲取方式，傳熱的基本方式，為什么需要電池熱管理，熱管理具體開發什么內容等？
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新能源汽車電池/儲能熱管理結構設計進階到高階-十大專題50個技術點掌握熱結構建模核心能力
課程主要從動力電池熱管理以及儲能熱管理分析10個章節共計42講，來系統得闡述熱結構工程師所需要具備的能力及分析處理辦法，使學員能夠從多角度輕松應對職場挑戰。 第一章從動力電池的應用場景角度，分析電池系統熱管理的重要性，要求及熱管理開發思維導圖分析，詳細的講述了動力電池領域熱結構設計占據的重要地位及人才重視程度等。
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電子熱管理的實例教程
AEDT Icepak 是 Ansys Electronics Desktop（AEDT）平臺中用于電子熱管理的 CFD 求解器。它基于 Ansys Fluent CFD 求解器，可預測 IC 封裝、PCB、電子裝配體、外殼和電力電子設備中的氣流、溫度和熱傳遞，為電子冷卻提供強大解決方案。
8月5日，Ansys官方研討會『AEDT Icepak降階模型：動態熱管理及快速優化解決方案』從AEDT Icepak降階模型出發，講解動態熱管理及快速優化解決方案，下滑預約學習??
時間：8月5日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：在電子設備行業中，隨著3DIC（三維集成電路）技術的快速發展，動態熱管理成為確保設備性能與可靠性的關鍵。為應對傳統熱仿真方法在復雜3DIC結構中計算量大、耗時長的挑戰，AEDT Icepak的ROM（降階模型）技術提供了一種快速且高精度的熱仿真解決方案。該技術通過一維ROM和三維ROM靈活應對不同熱管理場景：一維ROM適用于簡化的熱傳導分析，三維ROM則能處理復雜的熱對流和熱輻射問題。憑借ROM技術，工程師可在不犧牲精度的前提下顯著提升熱仿真速度，加速設計迭代，為3DIC的高效熱管理提供強大支持，成為行業熱仿真領域的突破性工具。
講師：
廉海潯 | Ansys應用工程師主管
同濟大學動力工程碩士。在熱管理，多物理場耦合有豐富的仿真經驗，目前負責Icepak的產品支持及多物理場解決方案的研究和推廣。
形式：線上
費用：免費
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技術鄰簡介：
技術鄰專注于工科技術社區，從最早的CAE技術社區（中國CAE聯盟）發展而來，在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛、汽車、聲學、航空航天、材料等多個關鍵領域，讓復雜的專業知識觸手可及。
電子產品熱管理是一門工程學科，其重點是高效管理電子設備及系統中的熱量。其利用熱傳導、對流、輻射和熱力學的物理特性，將組件溫度保持在可接受的工作范圍內。如果不加以控制，溫度就會升高，電子組件性能就會下降，而且某些部件可能會出現故障。此外，器件和封裝之間的連接也會削弱，甚至斷裂。每當您聽到筆記本電腦風扇啟動或感受到手機背面發熱時，就是熱管理在發揮作用。
電子設備通過電路和電子組件傳遞電流來工作。電線、PCB導線、連接、芯片封裝和組件都會在電流流經電路時發熱。如果沒有有效管理熱量，電子設備各區域的溫度就會上升，從而改變材料屬性。這些屬性改變可能會導致多種問題，其中包括電阻增大、機械強度降低、信號失真以及最終的產品性能下降和不良的用戶體驗等。此外，材料還會熱脹冷縮，對組件造成熱應力，從而導致組件或系統的機械故障、疲勞和過早老化。
從手機和電動汽車到為衛星上的CMOS攝像頭散熱，熱管理在當前電子應用的整體性能和魯棒性方面發揮著重要作用。因此，全面了解可選擇的方案至關重要。熱管理應用已成為產品開發的關鍵部分，應納入設計流程的每一步。
不同類型的電子產品熱管理系統
在討論如何處理多余熱量的具體內容之前，我們需要了解，在工程師選擇熱管理方法時，電子系統的規模是一項關鍵影響因素。半導體芯片封裝面臨的發熱和散熱挑戰，與印刷電路板（PCB）有所不同。與之類似，具有多個PCB和其它熱源（如電源）的外殼，需要與機架或整個數據中心等裝配體不同的解決方案。
展開 來源 | Journal of Energy Chemistry
01
背景介紹
隨著電子設備小型化和集成化的蓬勃發展，用于高級計算的微處理器的功率密度急劇增加。電子設備產生的大量熱量積聚在設備內部，例如集成電路。過熱引起的溫度升高會限制電子設備的工作適應性，導致頻繁的故障甚至自燃。因此，開發提高散熱效率的熱管理材料具有重要的意義。
相變材料(Phase change materials, PCMs)作為一種高效的熱管理材料，可以通過固-液相變過程吸收和釋放熱量。然而，PCMs存在漏液、導熱系數低、剛性強等固有缺陷，嚴重制約了其進一步的實際應用。大多數PCMs都表現出脆性和易碎性。當用作散熱器和加熱元件之間的熱界面材料(TIMs)時，這種現象會產生不可忽略的熱阻，從而對電子器件的熱管理效率產生不利影響。
柔性PCMs被認為是與物體接觸且能夠承受某些變形(例如，彎曲，拉伸和壓縮)的材料。雖然目前的PCMs具有優異的形狀穩定性和柔韌性，但由于難以加入導熱填料，其導熱性仍然有限。因此，當PCMs用作TIMs時，對靈活性和增強導熱性的要求仍然具有挑戰性。
02
成果掠影
近期，西南交通大學王勇和祁曉東團隊針對開發用于電子器件熱管理的柔性導熱相變材料取得最新進展。本文制備了聚二甲基硅氧烷/石蠟/氮化硼(PDMS/PW/BN)相變復合材料。首先通過刮削獲得BN沿平面(x-y方向)的排列，然后通過熱壓縮和滾切誘導BN沿平面(z方向)排列。因此，PW被交聯的PDMS/BN網絡包裹，從而形成與天然木材相似的年輪結構。年輪結構有效地避免了PW的液體泄漏，從而顯示出高達98%的高尺寸保留率。
展開 除了各種復雜的邊界條件外，國防工業電子產品熱管理的最大挑戰是碰到短暫的熱沖擊問題。這些電子產品經常處于一種極端的熱環境下。假想一架停放在加勒比海的噴氣式戰斗機，現在要去執行一項任務。飛機此時處在海平面，溫度、濕度非常合適的環境下。當飛機升空后，將處于高海拔、低于冰點溫度的環境中，在幾分鐘甚至幾秒鐘內改變電子產品的邊界條件，因此飛機中的電子產品必須可以在較大范圍的環境溫度下工作。
另外，由于軍事任務的本性，勢必導致這些電子產品承擔較大的數據處理量，同時要求較快的數據處理速度，相應低，電子產品的熱耗會隨之急劇增加。因此，惡劣的環境條件、急劇增大的芯片熱耗，使得國防工業電子產品的熱管理面臨巨大的挑戰。同時，要求產品呈現輕量化、完美的可靠性也都增加了熱設計的難度。
對許多處于大氣層或者外太空環境下的電子設備來說，重量是一個非常重要的要素。重量越輕，產品持續工作的時間越長，花費的費用越低。很明顯，由于噴氣式戰斗機、導彈、坦克等的既有特性，使得電子產品處于惡劣的熱環境下，因此國防工業電子產品的熱可靠性是一個非常重要的因素。
下圖為一個成功的電子產品中熱設計扮演的角色以及環境對它的影響，可以看出，海拔、高溫、低溫、濕度、溫度沖擊、太陽熱輻射、沖擊振動、結冰、各類惡劣環境（真菌、沙漠、灰塵、煙灰等等）均對熱設計有不同程度的影響。
下圖顯示了地球大氣至外太空環境的溫度梯度、空氣組成，軍用或航空航天電子產品將會在這樣的環境下工作。
空氣的減少及密度的改變，會極大的影響電子產品的熱管理，二者對熱管理的影響可以參考下圖：
可以清楚地看出海拔對空氣行為的影響。電子產品的熱設計必須克服各類邊界條件，滿足產品工作的環境。
展開 電子系統，包括化工生產中的電子控制器，具有更高的和對小型化、集成化、智能化。但是，電子設備的高度集成通常是伴隨著功率密度的增加和更多的熱量產生，在運行過程中熱量的積累這是很難消散的。過多的熱量積累可能導致電子設備性能下降，甚至因熱失控而損壞設備，嚴重時可能威脅到人的生命財產安全。因此，迫切需要開發更先進、更適用于集成電子設備的熱管理技術和材料。
相變材料(PSMs)通過相變來儲存和釋放熱能，由于其能量密度大、體積變化小、相變溫度相對恒定等特點，在熱管理領域具有很大的應用前景。PCMs憑借其優良的溫度控制和熱管理特性，被公認為過熱保護和電子器件的最佳熱管理材料。然而，固-液相變材料固有的導熱系數低、泄漏、剛性大是制約其在電子設備、5G等高端熱管理領域應用的關鍵問題。
此外，熱管理材料的導電性也應考慮在內電子設備。電子產品中有大量的電路集成芯片中，這將不可避免地產生漏電流。熱管理材料往往由于含有高導電性石墨烯、碳納米管(CNTs)等導電性高的導熱填料，因此容易引起短路。那么如何使相變材料具有優異的傳熱性能，同時能保持低的電導率下和優異的柔性是目前面臨的挑戰之一。
02
成果掠影
大連理工大學唐炳濤教授在制備具有高導熱和低電阻、以及優異的柔性的熱管理材料方面取得新進展。本文提出了一種新型的柔性熱管理相變薄膜PCPU/mCNTs。作者將烷基化改性碳納米管（mCNTs）設計成相變聚氨酯（PCPU）體系。基于高電阻和mCNTs的導熱性能，制備出的PCPU / mCNT薄膜表現出增強的導熱性和高電阻。
展開 
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活動將幫助參會者深入了解如何借助 Discovery + Icepak 構建更順暢的電子熱管理仿真流程，加速產品開發落地。
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隨著非化石能源開發與儲能技術的跨越式發展，新能源汽車及高密度數據中心對儲能設備的能量密度提出了極高的要求。在充放電循環中，動力電池內部高能量密度的上升往往伴隨巨量熱流的產生。若無法及時耗散熱量，局部熱點的積聚不僅會加速電池老化，在極端工況下更易引發熱失控（Thermal Runaway），導致電池起火乃至爆炸的災難性后果。因此，構建高效、安全的熱管理系統是突破產業瓶頸的核心任務。
傳統的空氣冷卻與間接式液冷存在接觸熱阻大
2026第十七屆上海國際熱管理材料博覽會?（簡稱“CIME熱博會”）是全球熱管理行業規模最大、影響力最廣的專業展會之一，聚焦導熱散熱材料、液冷技術及全產業鏈解決方案。
展會基本信息
?名稱?：2026第十七屆上海國際熱管理材料博覽會（CIME熱博會）
?同期展會?：2026第8屆上海國際數據中心液冷散熱展覽會
?時間?：?2026年12月9日–11日?
?地點?：?
數據中心液冷正從 “可選方案” 變為AI 算力剛需標配，整體走向高密度、低 PUE、低成本、智能化、全棧國產化，冷板式短期主導、浸沒式在超高密度場景加速滲透，配套標準與生態快速成熟。
時間：5月29日，14:00-15:00
合作伙伴：武漢慧和聚成科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
點擊了解詳情
5月29日 | 基于Ansys Icepak的電子熱管理仿真培訓-進階
簡介：在當今高度集成的電子時代，從高性能計算、5G通信到電動汽車和航空航天，電子設備正以前所未有的速度和復雜度發展。
活動將幫助參會者深入了解如何借助 Discovery + Icepak 構建更順暢的電子熱管理仿真流程，加速產品開發落地。
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產品小貼士
Ansys Icepak是一款用于電子熱管理的CFD求解器。它可以預測IC封裝、PCB、電子裝配體/外殼和電力電子設備中的氣流、溫度和傳熱。
Ansys Mechanical是業界領先的有限元求解器，具有結構、熱學、聲學、瞬態和非線性功能，可幫助改進建模。
在熱沖壓工藝、航空發動機葉片檢測、電子元器件熱管理等場景中，由于被測物體表面發射率的變化，往往導致測溫偏差。通過動態發射率補償技術，可以將測溫系統誤差穩定控制在±1.5℃以內，精度提升60%以上。
四、材料研發：助力新型功能材料創新
在材料科學研究領域，手持式發射率測量儀是研發人員的得力助手。
一期一會 | 什么是電源完整性？3個月前
根據仿真結果，工程師可以更改電源和接地電路的幾何結構，添加或移動熱過孔，并應用電子熱管理最佳實踐來傳遞和控制熱量。
與Ansys SIwave軟件結合使用時，Ansys Icepak軟件是此類分析的有效工具。它可以直接從ECAD軟件讀取幾何結構，并開展電流和功耗仿真。然后，熱流數據可傳輸到Icepak軟件，以用于計算和更新電磁模型中的溫度。
