热管理在汽车电子设计中的重要性

然后设计师可以创建一个概念设计机箱，并将PCB板置于机箱内。FloTHERM XT拥有完整的机械设计功能，因此，可根据需要细化元器件或者机箱的模型，以正确描述目标产品。PCB板置于机箱内以后，便可添加边界条件并进行CFD热仿真分析。设计师可根据结果修改元器件布局、为过热元器件添加散热片、修改机箱，然后重新进行分析。

持续该过程直至设计师满意（他/她得到了很好的热管理解决方案）为止。与热相关的零部件正确放置于PCB板上。PCB板正确放置于机箱内。机箱形状和材料可提供良好的传导、对流或热辐射散热。然后，即可结束概念设计工作，信息传递给MDA和EDA设计师，用于详细设计。

随着设计过程继续进行，EDA和MDA软件中的详细设计模型可自动导入FloTHERM XT，进行分析和优化。通过一个名为FloEDA Bridge的接口程序可导入详细的PCB板模型。在该接口程序可设置过滤条件，过滤掉PCB板设计中，众多与热无关的去耦电容、终端电阻、圆角等不必要的模型细节。如果在CFD分析中这保留些不必要的细节，将会使仿真计算速度变慢。FloEDA Bridge直接操作PCB板设计工具的原始数据库，不像IDF标准一样需要进行参数创建和修改，另外，还可手动添加边界条件和元器件热模型。

在将机械设计（机箱）导入进FloTHERM XT时，也具有同样的优点。还是直接从任一主流MCAD工具（Creo、CATIA、NX、SolidWorks等）的原始数据中提取模型，不相关的细节则被过滤掉。然后，CFD求解器的一些内在功能，就成为提供非常快速的仿真周期以及让设计师和专业人员能够进行高效准确热分析的关键。

图4：拥有一个设计师和热专业人员都可以使用的快速而准确的热分析工具（与MDA和EDA相结合）有助于满足汽车公司积极的业务需求。

传统的CFD工具需要使用者具有高水平的专业技术和大量时间来准备仿真模型。这包括模型的手动清理、求解网格的手动调整（这个步骤可能需要专职工程师花费数周时间）以及确保求解收敛的其他改动。使用传统的CFD，在一个设计周期可能需要数周时间来获取一次仿真结果。然后，设计可能还要继续进行，又需要另一个设计周期。

使用FloTHERM XT，设计工程师可进行前端分析、把握趋势、快速解决问题、通过快速求解并对比不同的方案从而取得更大的项目进展，以此有效补充专职分析人员在项目后期验证阶段的工作。和传统CFD软件相比，可将仿真周期时间从几周缩短至几天或一天。设计师可对比多种设计方案，开发出更具竞争力和更可靠的产品，而较短的仿真周期时间则可加快产品上市（图4）。

作者：John Isaac

Mentor Graphics公司，市场开发部总监