随着智能时代来临,电子产品在人类生活中扮演着越来越重要的角色。一年一度的国际消费类电子产品展览会(International Consumer Electronics Show,简称CES)正在美国拉斯维加斯召开。3800多家企业在超过24万平方米的展会现场展示了各种产品,包括自动驾驶、无人机、3D打印、可穿戴设备、智能终端和物联网等领域,几乎涵盖整个消费技术生态系统。
功能的强化,某种程度上便意味着功率的提升,带来的影响就是产品散热设计面临更严峻的挑战。与近年的趋势相同,散热设计水平在厂商竞争力版图中所占据的地位正在加速提升。接下来就让我们纵览这届CES中散热设计的身影。
华硕
在CES 2017上面,华硕带来了两款重磅手机新品,除了主打拍照功能的鹰眼3,还发布了华硕ZenFone AR,其是全球首款同时支持Google Tango(AR)和Daydream(VR)的机型,标志着虚拟现实 (VR) 和增强现实(AR) 技术的重大进展,并全球首次配备8GB RAM。
在各大媒体的宣传这款手机的发布主页面上,多数可以看到赫然醒目的标题:水冷散热,全球首配8GB内存。姑且不论水冷散热的设计细节,单纯各种笔墨而言,就不难体会到消费者及厂家对手机散热设计的重视程度。散热设计已成为手机核心竞争力之一。
法拉第未来
CES 2017 开展前夕,法拉第未来( Faraday Future )正式发布旗下首款量产 SUV——FF 91。
这款汽车采用纯电动系统,最大功率可达 1050 马力( 783kW ),百公里加速时间为 2.39 秒。搭载与 LG 合作生产的“ 全球最高能量密度 ”锂电池( 130kWh ),FF 91 的最大续航里程可达 378 英里( EPA )或 700 公里( NEDC )。官方还表示,通过高功率直流充电系统,FF 91 能够在 20 分钟内充满 80% 的电量。
电池热管理一直都是电动汽车核心安全问题之一。当电动车的散热出现异常,不仅汽车行驶会受到影响,更有可能引发火灾甚至爆炸。高功率的充电过程中,如果电池温度控制不好,不仅会导致电池在短时间内产生巨大热量,更重要的是会影响充电效率。虽然FF 91的电池热管理设计细节暂时不得而知,但可以断定的是,要想实现其宣称的加速、续航和充电性能,FF 91的热管理系统必须足够精密且可靠。
NVIDIA
全球视觉计算技术的行业翘楚英伟达(NVIDIA)公司,于近日开幕的CES 2017(国际消费电子产品展)之上,发布了自动驾驶技术的关键部分——DRIVE PX 2平台。
DRIVE PX 2的工作原理是:将外部传感器获取的数据加工,制成单个的高精度点云并上传云端服务器,由超级计算机DGX-1融合成高精度地图。此外,英伟达“NVIDIA DIGITS”端到端深度学习训练平台也得到了发布,依靠DRIVE PX 2平台和DGX-1计算机,每一辆车都能构建自己的深度学习网络。
我们暂时不去考虑这种产品实现自动驾驶的技术细节,由于多个传感器及路况的复杂性、及时性处理,很明显这需要硬件处理速度得到保证。发布会上直言,英伟达DRIVE PX 2自动驾驶汽车开发平台基于16nm工艺打造,功率250W,水冷散热设计。这么小的尺度寸,需要迅速转移如此高的热量,还要保证产品散热在颠簸、复杂、多变的应用环境中保持长期稳定,实际上是一件非常具有挑战性的工作。自动驾驶技术当然需要软硬件技术作为尖峰,但毫无疑问,产品的散热设计也起到了不可替代的,且越来越重要的作用。
CoolerMaster和Thermaltake
酷冷至尊和曜越是消费电子市场著名的散热方案解决供应商。酷冷至尊的Hyper212 EVO散热器就是很多系统搭建指南上的推荐品。而在本届消费电子展(CES 2016)上,该公司又为我们带来了多款水冷新品。
MasterLiquid Maker 每小时可循环600L水量,风扇和散热器也都是酷冷自行设计的。根据内部安排,该套件允许多种不同的配置方式。
酷冷甚至提供了一款双风扇的一体式冷排。MasterLiquid Pro 240采用了封闭式环路设计、搭配以240mm的双风扇冷排。
一体式水冷的出现使得消费电子水冷散热的模块化、标准化又前进了一大步。曜越也在这届展会上发布了类似的产品。
以上列出的,仅仅是几个具代表性的产业,手机、电动汽车、未来的自动驾驶。实质上,展会上发布的任何创新的电子产品,都离不开散热设计的贡献。很明显可以感觉到,散热设计正在日渐受到公司及社会的重视。智能时代的来临,作为传热这一传统行业的不传统职业,热设计工程师迎来了一次与时代同行,甚至引领时代的新机遇。
作者简介:陈继良,仿真秀专栏作者,文章节选自机械工业出版社发行,陈继良老师编著的《从零开始学散热》,点击可订购。