近日,西电广研院段宝岩院士团队王从思教授、陈竞覃副教授等在高功率嵌入式散热领域取得突破性进展,研究成果以“Synergistic thermo-hydraulic optimization of embedded microchannels: Balancing chip cooling efficiency and pressure fluctuation resistance”为题发表于工程技术领域国际顶级期刊《Energy》(Volume 330, September 2025, 136775)。该研究采用微通道结构成功实现了近年来最高的综合热性能评价系数,显著提升了电子器件内部散热效能,为高功率器件模组热设计提供了全新方案。论文共同通信作者为陈竞覃副教授和王从思教授,第一作者为博士研究生杨兴。

图1 嵌入式微通道冷却系统
该研究针对高功率电子器件集成化导致的内部结温高并制约电性能的热控难题,提出了一种突破热边界层传热极限的翼型腔销翅扰流/二次通道的嵌入式微通道冷却技术。该技术将微通道直接集成于发热电子器件,从结构上消除了传统冷板散热路径中的关键界面热阻,总热阻降低至0.01 K/W。同时,针对嵌入式冷却液与热源直接接触导致的更频繁热冲击及压降恶化问题,优化了扰流支路结构,在热负荷240 W,进口流量10 mL/s下,该结构相较于常规嵌入式结构不显著增加系统压降,同时降低最大温度21%,温度均匀性保持4 K之内,为高性能功率电子器件的热管理难题提供了全新解决路径。本研究为推动下一代高功率器件发展具有重要意义,在下一代雷达装备、新能源汽车、AI算力芯片、航空航天电子、高能激光系统、高性能光伏逆变器以及电池热管理等产业领域具有广阔应用前景。

图2 嵌入式微通道设计与综合热性能对比
Energy是热力学和能源工程领域的国际顶尖期刊,2025年影响因子为9.4,属于工程技术领域一区(Q1),所发表研究成果广受学术界和工业界认可。