Specifiche dell'applicazione: potenza dissipata da ciascuno dei tre moduli DSC, collegamento e integrazione elettronica, condizioni limite. Partendo dalle caratteristiche dei moduli DSC e dalla resistenza termica e di caduta di pressione richieste, Boyd ha iniziato l'analisi dei possibili concetti di Piastre Fredde Liquide (LCP); l'idea di base era quella di mettere un LCP in alto e un LCP in basso, in modo da raffreddare i due lati attivi di ciascun modulo.
Sono stati considerati diversi punti chiave: geometria complessiva, struttura interna del raffreddatore, spessori delle pareti, posizione di ingresso e di uscita, collegamento alto-basso, tecnica di montaggio e obiettivo di costo. La struttura è stata definita dai principali limiti meccanici: dimensioni dell'area attiva dei moduli DSC, spazio disponibile intorno ai moduli e integrazione con l'intero sistema.
La struttura interna è stata definita in funzione delle prestazioni richieste (resistenza termica e la perdita di carico), e la chiave è stata quella di aggiungere un turbolatore accuratamente ottimizzato per aumentare la superficie di scambio e il coefficiente di scambio termico per convezione, mantenendo la perdita di carico al di sotto del limite stabilito. Sono inoltre state effettuate alcune simulazioni CFD. Lo spessore del materiale è stato correttamente valutato per resistere alla pressione di esercizio e di collaudo richiesta. Un'ulteriore analisi si è concentrata sul collegamento tra la piastra di raffreddamento a liquido superiore e inferiore (LCP) e la posizione di ingresso e uscita; in questa fase, il collegamento tra la parte superiore e inferiore è stato considerato esterno all'LCP stessa, realizzato mediante tubi flessibili e morsetti (ogni LCP è dotato di un ingresso e di un'uscita). In questo modo è stato possibile ottenere una connessione parallela tra la LCP superiore e quella inferiore, con il vantaggio di ottenere due flussi paralleli uguali e, di conseguenza, lo stesso livello di rendimento sulle due LCP.
Infine, è stato studiato il bloccaggio meccanico tra la parte superiore e inferiore: considerando la distanza minima e le distanze di pagina cree da garantire, sono stati aggiunti otto punti di fissaggio, esternamente alla superficie di scambio attiva. Il collegamento meccanico tra la parte superiore e inferiore può essere realizzato velocemente sia con i rivetti che con le viti. Sono stati realizzati alcuni prototipi di questa soluzione per convalidare l'analisi termica e meccanica e i risultati dei test sperimentali hanno confermato l'idoneità a sopportare la pressione richiesta e a garantire sia la resistenza termica indicata che la perdita di carico. Per i primi prototipi, sono stati utilizzati dei rivetti per fissare le piastre di raffreddamento a liquido superiori e inferiori.
Il concetto sviluppato da Boyd e la disponibilità di prototipi consentono all'industria automobilistica di progettare rapidamente inverter efficienti per veicoli ibridi ed elettrici utilizzando i moduli DSC Infineon HybridPACK.
