Automotive
- Michael Graef
Die erste Langstreckenfahrt von Bertha Benz muss als eine der bedeutendsten Pioniertaten in der Geschichte des Automobils gewertet werden.
Die Lebensdauer elektrischer und elektronischer Systeme hängt wesentlich von ihrer thermischen Belastung ab. Die meisten Ausfälle in der Elektrik und Elektronik von Fahrzeugen haben ihre Ursache in der thermischen Überlastung der Bauelemente. Leistungselektronik in Elektrofahrzeugen wird für einen weiteren Schub sorgen.
Neue Technologien, wie sie zum Beispiel in Hybrid- und Elektrofahrzeugen eingesetzt werden, stellen eine besondere Herausforderung an das Wärmemanagement dar. Elektronikkühlung ist also dringend geboten.
Das Seminar findet in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Wärmemanagement in Stuttgart (Prof. Dr.-Ing. Andreas Griesinger) statt.
Zum Thema
Das Seminar Wärmemanagement - Optimierung elektronischer Systeme gemeinsam mit dem Zentrum für Wärmemanagement bietet fundierte Kenntnisse der Wärmeausbreitung im Bereich der Leiterplatten-, Baugruppen- und Gehäuseentwicklung.
Als Einführung dienen die physikalischen Grundlagen des Wärmetransports / der Wärmeübertragung mit praktischen Beispielen und überschlägigen Berechnungen.
Weiterhin stehen die Möglichkeiten des Wärmemanagements in der Elektronik (Elektronikkühlung) im Fokus. Einerseits mit Zuverlässigkeitsaspekten und Ausfallrisiken, andererseits mit Lösungen durch u.a. Lüftertechnologien, Heat-Pipe u.a.m., wiederum mit anwendungsgerechten Beispielen.
Zur thermischen Analyse von Wärmepfaden werden aktuelle Methodiken (Simulation) vorgestellt, wie z.B. die Thermosimulation, das Laser-Flash-Verfahren, das 3-Omega-Verfahren u.a.m. - mit den jeweiligen Vorteilen und Anwendungsgrenzen.
Abgerundet wird das Seminar mit Materialinnovationen und Trends beim Wärmemanagement elektronischer Systeme bzgl. Messmethoden und Simulationstechniken. Kühlkonzepte zur Entwärmung werden vorgestellt.
Zielsetzung
Das Seminar gibt einen Überblick über Möglichkeiten der thermischen Optimierung elektrischer und elektronischer Systeme. Dazu werden innovative Mess- und Berechnungsverfahren für die detaillierte Charakterisierung und Auslegung von Wärmepfaden vorgestellt. Besonders betont wird die praktische Anwendung anhand aktueller Beispiele.
Teilnehmerkreis
Duale Hochschule Baden-Württemberg, Fakultät Technik, Maschinenbau, Stuttgart
In Kooperation mit dem Zentrum für Wärmemanagement Stuttgart (ZFW).
Das Fachbuch „Wärmemanagement in der Elektronik – Theorie und Praxis“ (Springer Verlag) gehört neben den Teilnehmerunterlagen ebenfalls zum Veranstaltungsumfang.
Hier finden Sie Informationen zum einem weiteren Seminar Elektronikkühlung – Wärmemanagement.
Technologietreiber sind die LED-Technik, das autonome Fahren mit seinen gigantischen Datenmengen, die in Echtzeit zu verarbeiten sind und das E-Auto. Beim E-Auto liegt der Fokus auf dem Inverter und der Batterie.
Das thermische Design ist in vielen Bereichen genauso wichtig oder wichtiger geworden wie das elektrische Design. Besonders auf der Materialseite gab es enorme Entwicklungen (z. B. im Bereich der thermischen Interfacematerialien).
Thermische Simulationen sind ein wichtiges Werkzeug bei der thermischen Optimierung, allerdings nicht das einzige. Simulationsrechnungen liefern relativ schnell umfassende Informationen über die Temperaturbelastung eines Systems bei verschiedenen Lastfällen. Wichtig ist dabei immer der Abgleich mit Messergebnissen. Berechnungsergebnisse in Form bunter Bilder sehen vielleicht schön aus. Ohne gründliche Überprüfung können sie in die Irre führen. Und: eine Simulationsrechnung kann nur so gut sein wie ihre Input-Daten. Daher ist es entscheidend die richtigen Materialdaten, bzw. Rand- und Anfangsbedingungen zu kennen.
Eine alte Faustregel sagt, dass eine um 10 K niedrigere Temperatur im Gerät die Lebensdauer verdoppelt. Das ist natürlich sehr grob formuliert. Richtig ist auf jeden Fall, dass jedes Kelvin, das eingespart wird, die Lebensdauer verlängert.
Als Schwerpunkt sehe ich momentan die thermischen Interfacematerialien (TIM). Gesucht werden Materialien mit besseren Wärmetransporteigenschaften, besserer Verarbeitbarkeit und längerer Lebensdauer.
Natürlich laufen auch in anderen Gebieten, wie z. B. der Substrattechnik, des Kühlkörperdesigns, oder der Optimierung von Heatpipes spannende Arbeiten.
Wärmemanagement auf Leiterplattenebene sollte immer im Fokus sein. Dickkupfer, Inlaytechnik oder z. B. ein ausgeklügeltes Layout sind passive Maßnahmen. Es wird also keine zusätzliche Energie benötigt, wie z. B. bei einem Lüfter. Außerdem ist die Lebensdauer i.d.R. unkritisch.
Wärmemanagement in der Elektronik hat das Ziel, die Temperatur in den Geräten zu senken. Wärme wird dabei nutzlos an die Umgebung abgegeben. Immer mehr kommt die Überlegung ins Spiel, diese Abwärme zumindest teilweise wieder zu nutzen. Serverräume spielen heute dabei eine Vorreiterrolle.
Der Trend geht zu kleiner, effizienter und kostengünstiger. Neu hinzu kommt die Forderung nach der Wiederverwertung der Abwärme. Das erschließt einen völlig neuen Markt.
mehrwertsteuerfrei, einschließlich veranstaltungsgebundener digitaler Arbeitsunterlagen sowie Catering und Getränken bei Präsenz-Teilnahme
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