熱設計 — CAE用語解説

まさにそうだよ。5Gチップの消費電力は5W以上になることもあって、薄い筐体内でその熱を逃がすのは簡単じゃない。表面温度が45℃を超えるとユーザーが「熱い」と感じるから、そこを超えないように放熱経路を設計するのが熱設計だ。

大きく3ステップだ。まず発熱量の把握（どこで何W出るか）、次に冷却方式の選定（自然対流、強制空冷、液冷、ヒートパイプなど）、最後に放熱部品の配置と寸法の最適化。各部品の温度が許容値（ジャンクション温度、コンデンサ寿命温度など）を超えないように設計する。

全段階で使う。構想段階では熱回路で概算、詳細設計では3D熱解析で温度分布を予測する。基本方程式はこれだ。

例えばEV用バッテリーパックなら、各セルの発熱$Q$と冷却プレートの流量を変えてパラメトリックスタディを回す。最大セル温度が40℃以下かつセル間温度差が5℃以内という設計目標を満たすまで、冷却経路や流量を最適化するんだ。

その認識が大事。「熱は後から何とかなる」と思って設計を進めると、最終段階でファンを追加して筐体を変更する羽目になる。実務では構想設計の段階で熱回路やCFDの簡易モデルで方式を絞り込んでおくのがベストプラクティスだよ。