Abschlussarbeit Simulation und Optimierung einer Wasserkühlung für Leistungselektronik 

THEMENBESCHREIBUNG: 

Entwicklung, Variation und Validierung eines thermischen Models, zur Simulation der Wärmeausbreitung von einem Silizium-Chip bis zur Wärmeabfuhr in einen Wasserkreislauf sowie der anschließenden Optimierung des Wasserkühleraufbaus. 

Die Anwendung ist ein 3phasiger DC/AC Umrichter in 2 Level Topologie für Motorantriebe, aufgebaut aus parallel betriebenen MOSFETs. Ausgeführt auf einer speziell entwickelten Platine mit Dickkupfer-Inlays für optimierten Strom und Wärmefluss. Ein direkt an die Platine angebundener Wasserkühler dient als Wärmesenke. 

Ziel ist es, mit geringem Druckverlust eine optimale Kühlung der Halbleiter zu gewährleisten und dabei einen volumen- und gewichts-technisch kleinen Wasserkühler zu entwerfen. 

• Thermische Nachbildung des Schicht- und Materialaufbaus vom Silizium-Halbleiter bis zum Kühlmedium – Wasser – in 3 Dimensionen. 
• Auswerten und validieren der thermischen Ausbreitung im Aufbau. 
• Gezieltes optimieren der Kühlkanäle in Form, Ausprägung und Dimensionen. 
• Betrachten bekannter Verfahren aus Automotivanwendungen zur thermischen und fluiden Strömungsverbesserung. 
• Analysieren und bewerten der verschiedenen Ausführungsvariationen. 

• Gute Kenntnisse im Bereich thermisches Verhalten in Materialien und Kühlsystemen. 
• Gute Kenntnisse im Bereich fluide Strömungslehre. 
• Erste Erfahrungen in der Modellierung von FEM- und CFD-Simulationen. 
• Eine strukturierte, selbständige Arbeitsweise sowie gute analytische Fähigkeiten.