راه‌آهن و کشتی‌ها

سیستم‌های ریلی و دریایی اجزای حیاتی مهمی از حمل‌ونقل مدرن را تشکیل می‌دهند که شامل قطارهای سریع‌السیر، مترو، ریل سبک، ترامواها، لوكوموتیوهای باری، عرّاض تجاری، کشتی‌های نظامی، کشتی‌های گردشگری و پلتفرم‌های فراساحلی می‌شوند. هم سیستم‌های کششی لوکوموتیوهای ریلی و هم سیستم‌های پیشرانه و توزیع انرژی دریایی به‌طور گسترده به تجهیزات الکترونیک قدرت و سیستم‌های کنترلی پیشرفته‌ای مانند مبدل‌های کششی، واحدهای ترمز، کنترلرهای نصب‌شده روی وسیله نقلیه، تجهیزات ارتباطی و سیگنال‌دهی، رادارهای ناوبری و منابع تغذیه برق دریایی. این اجزای اصلی در طول کارکرد طولانی‌مدت تحت بار بالا، گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند. طراحی نامناسب حرارتی نه تنها منجر به داغ شدن و خرابی قطعات می‌شود، بلکه ممکن است باعث اختلال در کار قطار، قطعی ناوبری یا حوادث ایمنی شود. در نتیجه، راهکارهای مدیریت حرارتی کارآمد و قابل اطمینان برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم‌های ریلی و دریایی ضروری هستند.

سیستم‌های کشش ریلی و سیستم‌های توان دریایی معمولاً با توانی در حد صدها کیلووات تا سطح مگاوات کار می‌کنند. دستگاه‌های توان مانند ماژول‌های IGBT و یکسوکننده‌ها گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند و بنابراین نیازمند هیت سینک‌های بسیار کارآمد برای حفظ دمای ایمن عملیاتی هستند. وسایل نقلیه ریلی در طول کار در سرعت بالا با لرزش، ضربه و گرد و غبار مواجه می‌شوند، در حالی که کشتی‌ها در معرض پاشش نمک، رطوبت و شرایط خورنده قرار دارند. بنابراین هیت سینک‌ها باید استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و تحمل آلودگی را داشته باشند. فضای محدود نصب در وسایل نقلیه ریلی و تجهیزات دریایی، طراحی هیت سینک‌های فشرده را برای ادغام در کابینت‌های باریک یا موتورخانه‌ها ضروری می‌کند و همزمان باید وزن آن به حداقل برسد تا مصرف انرژی کاهش یابد. علاوه بر این، الزامات قابلیت اطمینان عملیاتی برای کشتی‌ها و قطارها بسیار بالاست. هر خاموشی ناشی از گرمای بیش از حد می‌تواند منجر به زیان اقتصادی قابل توجهی شود و خطرات ایمنی ایجاد کند. در نتیجه، سیستم‌های مدیریت حرارتی باید دارای طراحی با عمر طولانی، نگهداری کم و بسیار با افزونگی باشند.