电动自行车以其“简便、环保、低噪音且价格低廉”等长处，成为人们常用的运送、代步东西，给人们的出行带来了极大的便利。据不完全统计，现在我国电动自行车累计销量已经有1.5 亿辆以上，基本上十个人中，就有一个人购买过或许运用电动自行车。在国外近几年欧、美国家对电动自行车需求也在不断地添加，电动自行车在全球的潜在商场呈扩展趋势。现在电动自行车蓄电池一般用选用免维护铅酸电池，作业电压为36V 和48V，功率在150W ~ 400W 之间；大多数车厂选用的操控器欠压维护电压也都是31.5V.在电池电压低于32V 今后一向到27V，所添加的续行才能不到2 公里，而对电池的损害却非常大，因而当咱们正在途中行进时，一旦发现操控器欠压灯亮，就意味着电池组只剩下31.5V 电压了，然后导致电动机因欠压停转，不得不停止行程。为了防止此问题的产生，规划了依据恒流源的电动自行车主动续航器。它能够依据蓄电池电压的改变、当时行进速度估算出还能行进的路程。当电动车的运转电压降至总电压85% 时，操控器会主动宣布提示音响，并切换到合理的放电形式，给电流和电机一个最佳合作，保证电动车在较低电量下的正常骑行，延伸骑行路程。
1 体系电路剖析规划
经过查询丈量，电池的电压衰减呈非线性。蓄电池充满电时电压缓慢下降，当电压一旦缺乏，衰减便是一个越来越快进程。在行进时，应缓慢提速，不能直接一下就让它上到高速，这样电池损耗就非常大。匀速行进最省电，假如一个进程，咱们不提速，也不刹车，便是坚持一个速度一向这么开，那么这个进程其实是适当省电的。
经过以上查询剖析咱们提出了依据恒流源的电动自行车主动续航器的规划流程，它首要由STC15F408AD 单片机及其外围电路、电压检测电路、测速电路、电源电路、按键显现电路、电压调理电路、声光报警电路组成。单片机是该操控体系的中心， 其首要功用是依据电压检测电路和测速电路的信息操控电流调理电路、声光报警电路和显现电路。完结在电压正常情况下显现速度与路程，当电压低于正常值的85% 时，宣布声关报警，一起发动恒流电路，操控电动车匀速行进，到达续航意图。原理框图如图1 所示下：
1.1 测速电路
选用霍尔传感器测速。将小磁铁块固定在电机的转子上，将霍尔传感器（开关型）接近小磁铁邻近，当电机滚动今后，磁铁会在必定的周期内接近传感器一次，这样霍尔传感器将输出一个高电平，当小磁铁远离传感器时，传感器输出一个低电平；运用单片机内部定时器，计算出脉冲一个周期的时刻，经过相关运算处理，就能够算出电机的转速，然后送显现电路显现速度和路程。
1.2 电池电压检测电路
电路由二极管VD1， 电阻Ra、Rb 构成， 电阻Ra 和Rb对输入的电池电压进行分压， 经过光耦阻隔后送到ADC 通道A1 经过操控器的片内模数转化模块收集分压后的电压， 然后进一步计算出剖析电池电压。大于设定值时，LCD 显现路程和速度，低于设定值时，发动恒流调理电路和声光报警电路，提示车主留意。
1.3 报警电路规划
语音报警电路的中心是WTV040 语音芯片。当电动车的行使速度到达或超越测速器预设速度时，单片机往外宣布一个低电平，直接拉低I/O 口电平，使WTV040 语音芯片被触发，点亮报警指示进行提示并触发语音进行报警。
1.4 液晶和键盘接口电路的规划
STC15F408AD 的I/O 口都是典型的复用端口（ 外围模块功用和I/O 端口功用），在对LCD 读写操作之前要挑选为I/O端口功用，设置P3、P4 口为输出口。本体系接口电路端口功用分配如下：P3.5 接到LCD 的E 端口，作为使能端，P3.6 和P3.7 作为操控口别离接到R/W 和RS 引脚。P4.0~P4.7 作为数据线别离接到LCD 的DB0~DB7.
1.5 恒流源电路
当蓄电池电压低于设定值时，发动电流调理电路，恒流源电路由集成运放和达林顿管构成。STC15F408AD 作为体系操控中心，经过设定D/A 的输出电压来操控恒流源的输出电流，并经过A/D 采样完结反应操控以进步输出电流的精度。该电路完结了35V/3A 的恒定电流输出。
2 软件规划
软件选用模块化规划思维，运用C 言语编程， 首要包含初始化子程序、霍尔信号收集子程序、A/D 转化子程序、D/A转化子程序、速度运算子程序、中止服务子程序、显现子程序等。
在主程序模块中，包含对各接口的初始化、自行车路程、速度、显现缓冲存储单元的初始化、中止向量的规划以及开中止、循环等候等作业。别的，在主程序模块中还需要设置发动/铲除标志寄存器、路程寄存器、速度寄存器，电流预置值存储器等，并对它们进行初始化。然后主程序将依据各标志寄存器的内容，别离完结发动、铲除、计程和计速等不同的操作。
3 测验
首要依据电池结构特征和差异，测验时挑选电动自行车用的电池容量10Ah、放电时率为2 小时，它的额外放电电流为10（Ah）/2（h）=5A ;作业能继续2 小时下降到设定的电压。
将规划电路接入电源丈量，以1C 倍率也便是10A 放电时刻只能继续31 分钟，能够放出的电量仅为10A×0.52h=5.2Ah.以0.6C 倍率也便是6A 放电时刻只能继续1 小时，能够放出的电量仅为6A×1h=6Ah.而以0.5C 也便是5A 放电时刻能够继续2 小时，放出电量5A×2h=10Ah.虽然前者的停止电压比后者低，但能够放出的电量要小于后者。实测中以0.3C 也便是3A 放电时刻能够继续3.3 小时。因而当电压下降时，咱们采纳合理的放电形式，给电流和电机一个最佳合作，保证电动车的正常骑行，是能够延伸骑行路程的。然后证明了依据恒流源电动自行车主动续航器规划的可行性和实用性。
4 定论
本规划分为硬件部分和软件部分，硬件部分侧重考虑硬件电路的简单性，故尽可能简化硬件电路，节约线路板的空间，到达硬件电路最优化规划。软件选用模块化规划思维，程序可读性强。经过仿真、试验验证了体系的可行，能满意规划要求，能够进步电动自行车全体功能，具有杰出的使用远景。
