中国高速磁浮三条技术路线齐头并进

     

摘要      

     

     

【导读】 按照磁体材料分，磁浮可以分为常导磁浮，高温超导磁浮、低温超导磁浮。目前低温超导列车还没有商业化应用，仍处于研发和实验阶段。    

高温超导磁浮，高温超导电动磁浮，常导高速磁浮，三条交通系统技术路线在中国齐头并进。    

     

     

     

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磁浮分类

按照运行速度分，以80 km/h 、160km/h、600km/h、2000km/h为速度界限，分为低速磁浮、中速磁浮、高速磁浮和超高速磁浮。例如长沙线和北京S1线运行速度在120km/h，均属于低速磁浮，上海高速磁浮示范线运行速度在430km/h，则属于高速磁浮。      

按照磁体材料分，可以分为常导磁浮，高温超导磁浮、低温超导磁浮。      

按照悬浮原理分，可以分为电磁悬浮（EMS）、电动悬浮（EDS）以及高温超导（HTS）。德国的TR技术、国内的磁浮技术都属于EMS；日本的技术以及Hyperloop拟采用的技术均属于EDS；而西南交大邓子刚所采用的技术则属于HTS.      

磁浮悬浮原理分类      

磁浮速度等级      

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常导磁浮

2019年，中车四方牵头研制的时速600公里样车下线，成为 世界上首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统 。2021年7月20日，其整车在青岛下线，标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。中车四方副总工程师丁叁叁此前介绍，该系统采用 常导技术，利用电磁吸力使列车悬浮于轨道，实现无接触运行。 无轮轨磨耗将会减少维护量，延长大修周期。      

该系统采用“车抱轨”的运行结构，牵引供电系统布置在地面，随列车位置分段供电，相邻分区只有一列车运行，基本没有追尾风险。列车运行时将实现GOA3级全自动运行控制，单节列车载客量可超过百人，并可在2到10辆范围内灵活编组。      

     

中车四方常导高速磁浮      

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 高温超导磁浮--高温超导技术、高温超导电动技术

     

2021年1月13日，由西南交通大学研发的高速磁悬浮工程样车在成都下线，这是中国研发的第二款高速磁悬浮列车，也是世界上首款采用高温超导技术的1:1磁浮工程样车。      

高温超导系统最大的特点是无源自稳定，即不用通电列车也可悬浮在轨道上方，导向也不需要主动控制。      

此前曾现场听取西南交大团队关于高速磁浮的报告的记者了解到，该工程化试验段悬浮高度为10-20毫米，每米悬浮能力设计为2吨，每米最大承载能力为3吨，车辆长度为21米。      

     

西南交大高温超导磁浮列车      

2023年3月31日，由中车长客自主研制的国内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，该系统同样可以实现自悬浮、自导向、自稳定。      

据中车长客介绍，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。系统的悬浮、导向间隙大，对线路的适应能力强，提速空间大；车辆设有走行装置，应急运行能力强，安全性高。      

     

中车长客高温超导电动磁浮列车      

中车长客的超导电动技术和西南交大的高温超导技术有何区别？前者在运动状态下列车才会浮起来，后者在静止时列车也可悬浮。 航天科工正在研制的高速磁浮列车，采用的同样是超导电动技术。      

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低温超导磁浮
     

高温超导磁悬浮列车采用高温超导材料，超导温度在       -196℃       以上，通常采用       液氮       作为冷却介质。而低温超导磁悬浮列车采用低温超导材料，超导温度通常       在-269℃以下       ，需要采用       液氦等更低温度的冷却介质       。这里所说的“高温”是指在-196℃以上，而“低温”是指在-269℃以下，是相对而言的“高温”。      

目前低温超导列车还没有商业化应用，仍处于研发和实验阶段。由于低温超导需要极低的温度和复杂的制冷系统，因此成本和技术难度较高，限制了其商业化应用的进展。不过，一些国家和地区仍在积极推进低温超导磁悬浮列车的研究和试验，包括日本、德国、瑞士等。      

日本在1990年代初期曾经研究开发了一条低温超导磁浮线路，称为“长岛试验线”，该线路使用的是Nb-Ti超导材料。目前，日本正在进行名为“Maglev2027”的计划，计划在2027年之前推出全球最快的磁悬浮列车，并将其商业化运营。该列车采用的是新型的低温超导材料和制冷系统，预计最高时速可达到500公里每小时以上。      

德国也在研究开发低温超导磁浮列车，其研究中心位于德国慕尼黑的慕尼黑工业大学，开发的是一种基于MgB2超导材料的磁浮系统。该系统已经进行了一些实验室和室外试验，并取得了一定的进展。      

瑞士也在研究低温超导磁浮技术，其研究机构包括瑞士联邦理工学院、苏黎世大学等，目前正在进行实验室测试。      

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仍需长距离试验线
     

已经下线的高速磁悬浮列车均为样车或者试验车，需要在实际路段进行试验和验证，不断完善技术。而目前，已有的试验线路均较短，无法进行长距离试验。

西南交大在九里校区建设了         165米         高速磁浮样车验证段；中车长客建设了         200米         全要素高温超导磁浮交通试验线；航天科工三院在山西大同建设了         210米         的低真空管道磁浮试验线。

西南交大长约1.5公里的试验线正在建设中。2020年5月，西南交大“多态耦合轨道交通动模试验平台”在成都正式启动建设，项目占地105亩，将建设一个长度1500米、管道直径3米的真空管道。

今年1月14日，航天科工三院在大同210米的试验线进行试验，列车最高速度约50公里/小时。         同济大学内有1.5公里的试验线，是当初为支持上海高速磁浮示范线而建设的。         2020年中车四方的高速磁浮列车曾在同济大学进行试验，当时列车的最高速度也仅为55公里。

中车四方副总工程师丁叁叁表示，         由于试验线只有1.5公里，磁浮列车无法在如此短距离内加速到几百公里的时速并最终停止，所以最高时速为55公里，正式的试验线至少需要50公里。

实际上，中国有一条现成的长距离高速磁浮线路。上海磁悬浮在2003年就开通，由龙阳路开往浦东机场，全长30公里，此前最高速度可达430公里/小时。

今年两会期间，全国政协委员、中国中车董事长孙永才提交了《加快推动时速600公里高速磁浮试验和运用》的议案。孙永才表示，为加快推进产业链升级和现代化建设，支撑科技强国、交通强国战略，迫切需要对时速600公里高速磁浮系统进行高速性能验证和商业化运用。

孙永才建议，由国家有关部委牵头，在上海高速磁浮线利用夜间开展时速500公里以下的高速性能实验，并统筹推动时速600公里高速磁浮商业运用线建设。        

     

     

国务院发布的《交通强国建设纲要》中，关于高速磁浮的表述是“合理统筹安排时速600公里级高速磁悬浮系统技术储备研发”。

参与编写纲要的交通运输部人士表示，时速600公里磁悬浮项目放在了纲要的“科技创新”条目下，对其定位是未来发展方向、科技创新研究，不一定大规模应用，但要进行技术储备。

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