驶向未来的轨道交通：高温超导磁悬浮列车

中交科技城-智慧交通科技园

2020-03-20

导读：这会是中国超级高铁的密码吗？

进入21世纪以来，社会可持续发展对新型的绿色环保节能型交通工具，如电动汽车和磁悬浮列车有着巨大的需求。

2011 年日本政府正式启动了由东京到大阪的低温超导磁悬浮列车商业化方案——中央新干线磁浮线，运行速度505 km/h，计划2027年修建完成东京到名古屋的线路。

相比下，诞生于我国的高温超导磁悬浮原理更具有技术优势。

高温超导磁悬浮是我国的原创技术，诞生于西南交通大学的实验室。该技术具有建造和运行成本低、无源自稳定、结构简单、节能环保（无化学和噪声污染）、安全舒适等优点，是较理想的轨道交通工具，适用于低、中、高、及超高速线路的运行。

在智慧交通馆，我们以沙盘展示的形式为大家介绍了这一技术。大家可以通过现场的展示装置，直观的感受高温超导磁悬浮技术的魅力。

高温超导磁悬浮

磁悬浮系统分电动悬浮和电磁悬浮，也有超导和非超导之分，超导又分低温超导（用液氦，4.2 K）和高温超导（用液氮，77 K）磁悬浮。

上海购买的德国常导（非超导）磁悬浮列车，利用车载电源供电的车载电磁铁产生的磁场与地面铁轨道之间的吸引实现悬挂和导向，这种不稳定的悬挂和导向必需主动控制（100 ms 控制延迟），车体较重、能耗较高。磁场低（0.4 T），悬挂高度低（8 mm），对路基和轨道要求高。

日本低温超导磁浮列车，用低温超导Nb-Ti 线绕组磁体，磁场强（5.0 T），悬浮高度高（100 mm），要求液氦低温条件（4.2 K），制造和运行成本高，不能在静止状态悬浮（像飞机一样用地面轮子助跑，启动噪声大）。

高温超导磁悬浮与上述所有磁悬浮原理完全不同，是唯一的悬浮和导向不需要自动控制的自稳定悬浮系统。

高温超导磁悬浮列车的优越性

节能：悬浮和导向不需要主动控制、不需要车载电源，系统相对简单。悬浮和导向只需用廉价的液氮（77 K）冷却，空气中78 %是氮气。
环保：高温超导磁悬浮能静止悬浮，完全无噪音；永磁轨道产生的是静磁场，乘客接触的地方磁场为零，无电磁污染。
高速：悬浮高度（10～30 mm）可根据需要设计，可用于从静止至低、中、高速和超高速运行。与其它磁悬浮技术比较，更适合真空管道交通运输（大于1000 km/h）。
安全：悬浮力随悬浮高度的降低成指数函数增加，垂直方向无需控制的情况下也能保证运行安全。自稳定的导向系统在水平方向也可以保证运行安全。
舒适：高温超导体的特殊的“钉扎力”保持车体上下左右稳定，是任何交通工具都难以达到的平稳性。乘客乘坐时体会到的是“没有感觉的感觉”。
低成本：与德国的常导磁悬浮车和日本用液氦的低温超导磁悬浮车比较，具有系统重量轻，结构简单，制造和运行成本低的优点。高温超导磁悬浮车体重量约为轻轨车的1/2，基础设施建设成本也相应同比降低。总的建设成本和运行成本低于城市轻轨。