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半導体冷却技術とは?課題と対策・製品を解説

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経済性における半導体冷却技術とは?
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【資料】放熱樹脂を用いる効果
高熱伝導ダイカスト製品
電動コンプレッサー
カロリーメータ コンプレッサ性能試験装置
車速追従型冷却ファン
チラー
有限会社共栄木型鋳造 アルミ鋳造事例集
高機能金型
電動車(EV・HEV・FCV)開発で活躍する切削用樹脂材料
ビューラモータ社製『ブラシレスDCウォータポンプ』

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経済性における半導体冷却技術
経済性における半導体冷却技術とは?
自動車の高性能化に伴い、車載半導体の発熱量が増大しています。これらの半導体を安定稼働させるためには、効率的かつ経済的な冷却技術が不可欠です。本技術は、コストを抑えつつ、過酷な車載環境下でも高い冷却性能を発揮することを目指します。
課題
高コストな冷却システム
高性能な冷却システムは、一般的に高価な部材や複雑な構造を必要とし、車両全体のコストを押し上げる要因となります。
冷却効率の限界
従来の冷却方法では、高密度実装された半導体の発熱を十分に処理しきれず、性能低下や寿命短縮のリスクがあります。
エネルギー消費の増大
冷却システム自体の消費電力が 増加すると、車両の燃費性能に悪影響を与え、環境負荷も高まります。
メンテナンスの複雑さ
複雑な冷却システムは、故障時の修理やメンテナンスが困難で、コストと時間を要する場合があります。
対策
材料コストの最適化
安価で高性能な熱伝導材料や放熱部材を選定・開発し、冷却システムの全体コストを削減します。
革新的な冷却構造の採用
熱流体解析などを活用し、熱源への効率的な熱伝達を実現する、シンプルかつ効果的な冷却構造を設計します。
省エネルギー設計
熱源の発生を抑制する半導体設計と連携し、冷却システムの駆動に必要なエネルギーを最小限に抑えます。
モジュール化と標準化
冷却ユニットをモジュール化し 、共通化することで、製造コストの低減とメンテナンス性の向上を図ります。
対策に役立つ製品例
高熱伝導性複合材料
従来の金属材料よりも軽量で、優れた熱伝導率を持つ新規複合材料は、放熱部材のコストと性能を両立させます。
マイクロチャネル冷却プレート
微細な流路を持つ冷却プレートは、表面積を最大化し、効率的な熱交換を低コストで実現します。
インテリジェントファン制御システ ム
半導体の温度に応じてファンの回転数を最適に制御することで、無駄な電力消費を抑え、静音性も向上させます。
熱界面材料(TIM)
半導体とヒートシンク間の熱抵抗を低減する高性能TIMは、冷却効率を向上させ、より安価な放熱部材の使用を可能にします。
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