用于在装配模块化部件时降低与使用粘合剂相关成本的方法和系统。第一方法包括：a)将高润湿性粘合剂分配进填装有多个元件的第一模块固定装置，其中第一模块固定装置提供多个粘合井，各粘合井接收所述元件中一个或多个的第一部分，模块固定装置包括与粘合井中一个或多个连通的又一个孔口，粘合剂在应用固化模态时能被选择性固化；b)将固化模态选择性应用到在密封区中分配的粘合剂的第一部分，密封区包括围绕孔口的一个或多个区域，其中密封区中分配的粘合剂被充分固化以阻止相当数量的粘合剂从孔口冒出，同时将粘合剂继续分配进模块固定装置，其中固化模态未被应用到在密封区外的粘合剂的第二部分；c)将固化模态应用到分配粘合剂的第二部分。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术概括地涉及用于具有若干个到许多个元件的组件的模块构造，而更具体地说，涉及将能选择性地固化(selectively curable)的低粘度/低表面张力的粘合剂用于组件构造(再具体地说，用于电池组模块组件构造)的系统和方法。
技术介绍
生产具有被一起固定进集成整体结构的元件的模块组件是普遍的。一种用于将元件固定在一起的方法使用将元件粘合到一个或多个固定装置(fixture)的粘合剂。这些固定装置通常包括许多可用来提供接入元件、组件的内部或用于其他用途的开口。为了阻止粘合剂在制造期间逃脱这些开口，传统的解决方法使用具有足够大的粘度/表面张力的粘合剂来阻止粘合剂离开孔口。在许多应用中，这样的粘合剂提供了可接受的解决方法。在其他应用中，像这样的粘合剂是有问题的。一个问题是粘度/表面张力需要相当大的静水压头，以便将合适量的粘合剂引导进小边缘粘合区域来适当地润湿粘合表面并提供足够的粘合强度。从其无助于元件和固定装置之间的粘合安全性的意义上来说，这种静水压头表示出大量被“浪费”的粘合剂。情况不只是因为这种粘合剂是昂贵的，并且因此任何浪费的粘合剂增加了最终的成本。在一些应用中，像电动车辆，一个另外的缺陷是过多的粘合剂将“不必要的”重量增加到最终组件，同时也是不必要地昂贵的。随着组件中元件的数量增加，并随着元件的组装密度(packing density)增加，在费用和重量方面的成本由于在全部模块中所有元件上个别过量的倍增累积而变得相当明显。在减少每个元件/模块粘合剂的数量方面的任何节约在这些情况下是非常有效的，这是因为它同时减少了费用和重量。粘合剂具有进一步影响模块组件中粘合剂的使用和适合性的相关固化曲线 (profile) 0有两大类的粘合剂——单组分粘合剂和双组分粘合剂。双组分粘合剂是包括基料和硬化剂的粘合剂。相比之下，单组分粘合剂包括基料和硬化剂二者的功能性，但硬化剂的活化或释放取决于用于固化的一些外部条件(例如，温度、紫外线辐射、环境中的水蒸汽，等等)。环氧树脂是具有树脂和硬化剂的双组分粘合剂的一个实例，硬化剂加速粘合剂的聚合(例如，固化)，固化的特性能被温度、以及树脂和硬化剂的选择影响。不管是单组分还是双组分，各粘合剂具有对一种或多种固化剂反应而产生坚硬且牢固粘合的固化模态 (curing modality)。固化时间(特别是达到足以进一步加工的机械完整性的最短固化时间)是使用粘合剂的附加成本。固化时间有时与所使用粘合剂的总量有关，使用较少粘合剂有时可以改善固化时间成本。另外，为了使各电池组模块在诸如汽车内的恶劣环境中保持机械坚固，各电池组电池和模块固定装置之间的结构连接(物理的和电性的)应当坚硬且坚固。许多商品电池不包括易于允许此类连接的机械特征。对于包括易于允许此类连接的机械特征的那些而言，常常难以建立坚硬且坚固的机械连接，同时维持电连接性要求。粘合剂能够在模块系统的光滑电池表面和固定装置之间建立高剪切强度，同时还维持电池中任何所期望的电绝缘。然而如上所述，当用于这种环境时，粘合剂会是昂贵的，并且常常导致将不期望量的重量增加到多模块电池包的各电池组模块。特别是随着模块中元件的数量和密度增加，并且更进一步地随着这些模块的数量增加，将要考虑到额外的成本。这种额外成本与粘合剂常常需要的长固化时间直接有关，并且这些长固化时间增加了加工成本。如上所述，在密集的电池包模块中，应用(applied)的粘合剂量部分地取决于迫使粘合剂润湿到所需粘合表面所需的静水压头。一些方法应用l_2mL的粘合剂(粘度大约 7000cps)，以将各18650电池组电池粘合进其自身的设置在固定装置中的浅塑料沉孔。此粘合剂量被认为是实现所有粘合区域覆盖的必要条件。然而，单独填充各粘合区域所需的实际粘合剂量大约为0. 050-0. IOOmL0因此，当考虑到单独将电池组电池粘合到模块固定装置所需的量时，大量的粘合剂被浪费了。一旦粘合剂已经充分润湿粘合表面，在粘合区域外部以传统解决方法使用的标准粘合剂就少有成效，并且这种“过量的”粘合剂在制成品中实际上已无用途。减少对润湿模块化组件中粘合表面的静水压头的依赖性具有通过消除“浪费的”粘合剂而产生显著节约成本的潜力。需要的是一种在装配模块化部件时用于降低与使用粘合剂相关的成本(费用、重量和/或固化时间)的方法和设备。
技术实现思路
公开的是在装配模块化部件、特别是具有许多元件的组件(诸如例如在电动车辆中使用的电池模块)时，用于降低与使用粘合剂相关的成本(费用、重量和/或固化时间)的方法和系统。所述方法和系统允许将高润湿性(wettability)粘合剂(在本申请中被概括地定义为低粘度和/或低表面张力粘合剂)用于装配此类模块化部件。第一种方法包括(a)将高润湿性粘合剂分配进填装有(populate with)多个元件的第一模块固定装置，其中第一模块固定装置提供多个粘合井(bonding well)，各粘合井接收所述元件中的一个或多个的第一部分，模块固定装置包括与粘合井中的一个或多个连通的又一个孔口(one more apertures)，粘合剂在应用固化模态时能被选择性地固化；(b)将固化模态选择性地应用到在密封区中的分配粘合剂的第一部分，密封区包括围绕孔口的一个或多个区域，其中在密封区中的分配粘合剂被充分固化，以阻止相当数量的粘合剂从孔口冒出，同时将粘合剂继续分配进模块固定装置，其中固化模态未被应用到在密封区外的粘合剂的第二部分；以及(c)将固化模态应用到被分配的粘合剂的第二部分。为了本申请的目的，高润湿性粘合剂包括具有一个或多个润湿性参数的单组分和双组分粘合剂，当考虑特定的粘合剂和基底的材料时，所述参数选自于由在约100至约 1000厘泊范围内的粘度、粘合井的基底与粘合剂产生在空气中小于约10度的接触角的表面张力及其组合所组成的组。另一种粘合方法包括(a)用多个元件填装模块固定装置，模块固定装置对固化模态是可透的(transparent) ； (b)使用对固化模态不可透(opaque)的掩膜(mask)来掩蔽模块固定装置的第一部分的所选区域，产生模块固定装置未被掩蔽的第一部分和模块固定装置被掩蔽的第一部分；以及之后(c)将高润湿性粘合剂分配进被填装的模块固定装置，粘合剂在应用固化模态时能被选择性地固化，并且其中第一模块固定装置提供多个粘合井，各粘合井接收多个元件中的一个或多个的第一部分，模块固定装置包括与粘合井中的一个或多个连通的又一个孔口，粘合剂在应用固化模态时能被选择性地固化；(d)在分配步骤(C)期间，在未将固化模态应用到在被掩蔽第一部分中的分配粘合剂的第二部分的情况下，在将固化模态应用到在第一部分中的被分配粘合剂的第一部分时固化在未被掩蔽第一部分中的被分配粘合剂的第一部分；以及之后(e)移除掩膜；以及之后(f)在将固化模态应用到模块固定装置时，固化在模块固定装置中的未固化的分配粘合剂，包括分配粘合剂的第二部分。一种系统包括支撑多个元件的模块固定装置，模块固定装置限定了多个粘合井， 各粘合井接收所述元件中的一个或多个的第一部分，模块固定装置包括与粘合井中的一个或多个连通的一个或多个孔口，粘合井具有标称深度；以及分配系统，其连接到模块固定装置，用以将高润湿性粘合剂分配进各粘合井本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种粘合方法，所述方法包括步骤：（ａ）将高润湿性粘合剂分配进填装有多个元件的第一模块固定装置，其中，所述第一模块固定装置提供多个粘合井，各粘合井接收所述元件中的一个或多个的第一部分，所述模块固定装置包括与所述粘合井中的一个或多个连通的又一个孔口，所述粘合剂在应用固化模态时能被选择性地固化；（ｂ）将所述固化模态选择性地应用到在密封区中的所述被分配的粘合剂的第一部分，所述密封区包括围绕所述孔口的一个或多个区域，其中，在所述密封区中的所述被分配的粘合剂被充分固化以阻止相当数量的所述粘合剂从所述孔口冒出，同时所述粘合剂继续被分配进所述模块固定装置，其中，所述固化模态未被应用到在所述密封区外的所述粘合剂的第二部分；以及（ｃ）将所述固化模态应用到所述被分配的粘合剂的所述第二部分。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·赫尔曼，S·I·科恩，
申请(专利权)人：特斯拉汽车公司，
类型：发明
国别省市：US
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