高温超导电动悬浮车 （一种将高温超导技术和磁悬浮技术相结合的新型交通工具）

简介

2023年4月，由中车长春轨道客车股份有限公司（中车长客）研制的中国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行。悬浮运行试验的成功，标志着中国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破，为推动超导电动磁浮交通系统工程化应用奠定了坚实基础。

历史沿革

中国从1997年开始对载人高温超导磁浮列车进行研究，2000年，世界首辆载人高温超导磁浮实验车“世纪号”在西南交通大学诞生；2013年，中国国内首条载人高温超导磁浮环形试验线研制成功，超导磁浮试验车可以在环形线上以时速50公里持续运行；2021年，由西南交通大学研发的高速磁悬浮工程样车在成都下线。2023年4月，由中车长春轨道客车股份有限公司（中车长客）研制的中国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行。

运行原理

高温超导电动悬浮，是一种将高温超导技术和磁悬浮技术相结合的新型交通工具。该技术利用了高温超导材料的零电阻特性，可以通入大电流、产生强磁场，再通过车载超导磁体与地面线圈磁场的相互作用，实现靠磁力支撑、导向、驱动的无接触运输方式。

这种悬浮制式的磁浮列车，悬浮力随车辆的位置自动变化，具有“自稳定”的特性，再加上这种列车与轨道之间的间隙很大，可以达到50-100mm，适用于高速运行。

关键技术

可全断电动态运行的车载高温超导磁体

电动磁浮列车系统的关键，就是磁动势可以达到几百千安匝的车载高温超导磁体。北京交通大学青年教师吴蔚副教授基于高温超导无源闭环线圈等关键技术，联合中车长客开发了“可全断电动态运行的车载高温超导磁体”。该磁体为本试验系统提供了高性能的悬浮、导向和驱动磁场源。为了配合车载超导磁体产生悬浮力和导向力，需要对地面线圈、起浮速度等问题进行准确分析，

悬浮力匹配设计

交大青年教师李小汾副教授开发了三维快速建模方法，通过对车轨线圈耦合系统的精确建模，成功实现了悬浮力匹配设计。

影响与意义

相比其他交通工具轨道，高温超导悬浮列车需要运行在U型半包围的轨道之内，不存在脱轨问题。此外，车辆的悬浮导向是通过车载磁体与地面线圈之间的电磁感应物理现象实现的，是被动自稳定悬浮，不需主动控制，高速运行可靠性更高。

高温超导电动悬浮车是一种高技术、大产业的新型交通工具。它能够带动电学、电磁学、材料学等基础学科的发展，而且能够推动电力电子、通信、基建等上下游产业链的发展。此外，时速可达600公里以上的运行，也将优化交通运行。

超导电动磁浮交通系统由车辆、轨道、牵引供电、运行通信等系统构成，是未来中国构建超大城市之间、发达经济圈之间快速运输通道的重要选择，可为优化国土空间布局，推进区域协调发展和我国综合立体交通网建设提供重要支撑。