Đường sắt và Tàu thủy

Hệ thống giao thông đường sắt và hàng hải tạo thành các thành phần thiết yếu của giao thông hiện đại, bao gồm tàu cao tốc, tàu điện ngầm, xe điện nhẹ, xe điện đường ray, đầu máy xe lửa chở hàng, tàu thương mại, tàu chiến, tàu du lịch và các giàn khoan ngoài khơi. Cả hệ thống kéo đầu máy đường sắt lẫn hệ thống đẩy và phân phối điện trên biển đều phụ thuộc nhiều vào thiết bị điện tử công suất và hệ thống điều khiển phức tạp, chẳng hạn như bộ chuyển đổi kéo, bộ hãm, bộ điều khiển trên tàu, thiết bị viễn thông và tín hiệu, ra-đa định vị và nguồn điện hàng hải. Các thành phần cốt lõi này sinh ra lượng nhiệt đáng kể trong quá trình vận hành tải cao kéo dài. Thiết kế làm mát không đầy đủ không chỉ dẫn đến hiện tượng quá nhiệt và hỏng hóc linh kiện mà còn có thể gây ra sự cố tàu, gián đoạn định vị hoặc các sự cố an toàn. Do đó, các giải pháp quản lý nhiệt hiệu quả và đáng tin cậy là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động ổn định của các hệ thống đường sắt và hàng hải.

Các hệ thống truyền động đường ray và hệ thống điện tàu biển thường xử lý công suất từ hàng trăm kilowatt đến mức megawatt. Các thiết bị điện như module IGBT và bộ chỉnh lưu tạo ra lượng nhiệt đáng kể, đòi hỏi các bộ tản nhiệt hiệu quả cao để duy trì nhiệt độ hoạt động an toàn. Phương tiện đường sắt phải chịu rung động, sốc và bụi trong quá trình vận hành tốc độ cao, trong khi tàu thuyền phải đối mặt với hiện tượng phun muối, độ ẩm và điều kiện ăn mòn. Do đó, các bộ tản nhiệt cần phải có độ bền cơ học cao, khả năng chống ăn mòn và chịu được sự nhiễm bẩn. Diện tích lắp đặt hạn chế trong phương tiện đường sắt và thiết bị hàng hải yêu cầu thiết kế bộ tản nhiệt nhỏ gọn để tích hợp vào các tủ kín hoặc phòng máy chật hẹp, đồng thời giảm thiểu trọng lượng nhằm tiết kiệm năng lượng. Hơn nữa, yêu cầu về độ tin cậy vận hành đối với tàu thủy và tàu hỏa là rất cao. Bất kỳ sự cố tắt máy do quá nhiệt nào cũng có thể gây ra tổn thất kinh tế lớn và tiềm ẩn rủi ro an toàn. Do đó, các hệ thống quản lý nhiệt phải được thiết kế có tuổi thọ dài, ít bảo trì và dự phòng cao.