中國高速磁懸浮技術(shù)：從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

隨著技術(shù)迭代優(yōu)化，磁懸浮車在未來交通運輸體系中將發(fā)揮重要作用，為出行方式和經(jīng)濟社會發(fā)展注入新活力。

當銀白色的磁懸浮列車突破600公里時速時，窗外風(fēng)景早已化為流動的光影，而坐在車廂內(nèi)的你卻感覺不到絲毫顛簸，映入眼簾的是一塊全景屏，軌道在眼前鋪展，你仿若于云端滑行。中國磁懸浮列車正悄然改變?nèi)藗儗﹃懙亟煌ㄋ俣葮O限的認知，讓“貼地飛行”成為現(xiàn)實。

2025年7月8日至10日，第十七屆中國國際現(xiàn)代化鐵路技術(shù)裝備展覽會在北京舉辦，在國家鐵道試驗中心室外展區(qū)，中車長春軌道客車股份有限公司首次展出了時速600公里超導(dǎo)電動高速磁懸浮列車，成為展會的“硬核”看點。

該列車采用高溫超導(dǎo)技術(shù)，通過車載超導(dǎo)磁體與軌道線圈的相互作用產(chǎn)生強大磁場，可將列車托離軌道約10毫米。該列車采用無人駕駛，所有指令均由地面控制中心完成，通過5G+北斗雙系統(tǒng)實現(xiàn)厘米級定位，這是全球首個真正意義上的全無人駕駛客運磁懸浮系統(tǒng)。低速時列車使用橡膠輔助輪支撐走行，當列車加速15公里/小時的時候，輔助輪自動收起，車身進入全懸浮狀態(tài)。中車長客工程師現(xiàn)場贊譽：“如同飛機起飛，低速需輪胎滑跑，高速才能展翼升空?！?/p>

第十七屆中國國際現(xiàn)代化鐵路技術(shù)裝備展覽會

該列車車體外殼采用碳纖維復(fù)合材料與高強度鋁合金，車窗玻璃自帶智能遮陽功能，能根據(jù)外界光照的強弱自動調(diào)節(jié)亮度和色調(diào)。車廂內(nèi)噪音也比現(xiàn)行高鐵低，近乎圖書館環(huán)境的靜謐水平。由于依賴電力驅(qū)動，列車在運行中幾乎不產(chǎn)生直接的廢氣排放，這無疑也為環(huán)境保護帶來了福音。

在運營定位上，當前我國高鐵時速約為350公里，大型客機時速約為800～1000公里，而時速600公里的高速磁懸浮恰好位于兩者之間，填補輪軌和航空運輸間的速度空白。

立體交通和城市發(fā)展的新角色

聽到磁懸浮，很多人的第一反應(yīng)可能是，中國不是已經(jīng)有磁懸浮了嗎？

的確，磁懸浮列車并不新鮮，且國內(nèi)已有3條在運營中的商業(yè)磁懸浮路線，但即便是速度最快的上海磁懸浮線，最高時速也只有400公里左右，全程30公里左右，扮演的僅是市內(nèi)通勤的角色。

高速磁懸浮，意義就完全不一樣了，其速度已逼近飛機，未來若投入商業(yè)運營，京滬行程預(yù)計可縮短至2.5至3小時。當你上午在北京逛完故宮后，搭乘高速磁懸浮列車，中午就能在上海外灘欣賞江景，且不需要花費大量的時間去值機候機，也不需要過于關(guān)注氣候的變化，便利性和體驗感將大大提升。

根據(jù)規(guī)劃，中國將率先在粵港澳大灣區(qū)、長三角、成渝雙城經(jīng)濟圈等區(qū)域布局磁懸浮走廊。預(yù)計到2030年形成“核心城市群+旅游專線”的網(wǎng)絡(luò)化布局。地方政府積極響應(yīng)，深圳、成都、長沙等地已將磁懸浮納入綜合交通規(guī)劃。廣深磁懸浮已進入前期研究，目標時速600公里。而2025年6月2日開工的滬杭超高速磁懸浮商業(yè)線，不僅是全球首條全自主知識產(chǎn)權(quán)的超導(dǎo)磁浮線路，更將重塑長三角城市群的時空邏輯。

從“滑跑”到“貼地飛行”

從馬車到汽車、從火車到飛機，放眼歷史長河，經(jīng)濟的發(fā)展與社會的進步，往往都離不開交通工具的升級，而交通工具日新月異的前提，是技術(shù)。

磁懸浮技術(shù)基于一個簡單的原理：將一塊磁鐵放置在超導(dǎo)體之上，磁鐵便會浮起并可輕松移動。超導(dǎo)體通常由冷卻系統(tǒng)和超導(dǎo)線圈組成，超導(dǎo)線圈通過高電流而產(chǎn)生強磁場，該磁場與軌道上的電磁鐵發(fā)生相互作用，實現(xiàn)列車的非接觸式穩(wěn)定懸浮。

自1825年世界第一條輪軌鐵路誕生以來，人類始終受限于軌道與車輪的機械接觸。而磁懸浮技術(shù)通過電磁力實現(xiàn)懸浮與驅(qū)動，與軌道沒有直接的接觸，徹底擺脫了這一桎梏。

上世紀90年代，中國就開始關(guān)注并研究這項前沿技術(shù)，而2006年開通運營的上海磁懸浮示范運營線，打下了磁懸浮技術(shù)發(fā)展的堅實基石。該線路的成功經(jīng)驗，極大地鼓舞了國內(nèi)對磁懸浮技術(shù)的信心，經(jīng)過多年的技術(shù)更迭和發(fā)展，我國的工程團隊攻克了高溫超導(dǎo)多項核心技術(shù)，取得完全自主知識產(chǎn)權(quán)。中國高溫超導(dǎo)磁懸浮列車不同于其他國家的低溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)，它采用高溫超導(dǎo)材料，可實現(xiàn)最大的磁懸浮力和最小的能量損耗，使得中國高溫超導(dǎo)磁懸浮列車的運行更加經(jīng)濟和可行。客觀來說，我國高速磁懸浮交通總體技術(shù)水平位居國際前列，其中，全系統(tǒng)集成技術(shù)和成套的工業(yè)化能力已達世界領(lǐng)先水平。

從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

在全球范圍內(nèi)，超導(dǎo)電磁懸浮技術(shù)主要由中國、日本、德國、美國主導(dǎo)，各國基于自身工業(yè)基礎(chǔ)和研究方向形成了不同的技術(shù)路線。

我國已經(jīng)成為超導(dǎo)磁體技術(shù)專利的布局中心，但國外各企業(yè)在核心技術(shù)分支，如磁體整體結(jié)構(gòu)等研發(fā)上仍然具有一定優(yōu)勢，部分國外企業(yè)在超導(dǎo)磁體的核心技術(shù)上也已開展了專利技術(shù)布局。日本的超高速磁懸浮目前采用低溫超導(dǎo)線圈，依賴液氦冷卻。但日本鐵道綜合技術(shù)研究所開發(fā)了高溫超導(dǎo)HTS磁懸浮試驗車，代表了日本在超導(dǎo)磁懸浮領(lǐng)域的重要探索。德國在超導(dǎo)磁懸浮領(lǐng)域的研究主要集中在高溫超導(dǎo)材料和混合懸浮系統(tǒng)，德國未大規(guī)模推廣超導(dǎo)磁懸浮，但其本土企業(yè)如西門子在超導(dǎo)電機、磁體方面有技術(shù)儲備。美國在超導(dǎo)材料研究上處于前沿，且其本土企業(yè)如通用電氣和波音公司等對超導(dǎo)電機和磁懸浮軸承有一定的研究，但其商業(yè)化較慢。

總體而言，日本專利池最深、工程化最成熟，德國在電磁懸浮精密控制與軌道制造上持續(xù)領(lǐng)先，美國則以多元技術(shù)路線和風(fēng)險投資驅(qū)動快速試錯，雖然專利數(shù)量總體低于日本、德國，但技術(shù)跨度大。

中國作為新興的高速鐵路技術(shù)研發(fā)國家，近幾年開始建設(shè)磁懸浮線路，研發(fā)活動活躍、創(chuàng)新能力逐步增強。隨著國家對磁懸浮交通技術(shù)發(fā)展的大力推進，我國的各個企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)對磁懸浮技術(shù)研發(fā)的關(guān)注度在持續(xù)提高，且高度重視該技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護，因此，與磁懸浮技術(shù)相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)數(shù)量也在逐年增加。

西南交通大學(xué)是國內(nèi)最早開展高速磁懸浮列車技術(shù)研究的機構(gòu)，其近5年申請的磁懸浮方面的專利占據(jù)半壁江山，為該領(lǐng)域內(nèi)最為活躍的技術(shù)研發(fā)者并保持著較高的技術(shù)競爭力。西南交通大學(xué)一直致力于高溫超導(dǎo)磁懸浮車輛的工程化研究，2013年研制成功世界首條高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形實驗線，2014年建成世界首個真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮交通試驗系統(tǒng)，2019年建成高溫超導(dǎo)磁懸浮高速運行模擬試驗臺，2021年成功啟用世界首條高溫超導(dǎo)高速磁懸浮工程化樣車及試驗線。其還致力于研究超導(dǎo)塊材料性能提升和低功耗制冷技術(shù)等，且在高溫超導(dǎo)釘扎懸浮、列車及導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)、低溫制冷等方面皆有專利布局，其研究走在了技術(shù)發(fā)展的前沿，且專利授權(quán)率高。西南交通大學(xué)瞄準超高速高溫超導(dǎo)磁懸浮，其申請的名為“一種高溫超導(dǎo)磁懸浮列車結(jié)構(gòu)及其控制方法”的中國發(fā)明專利，目前已獲授權(quán)，其基于高溫超導(dǎo)釘扎懸浮原理，最高設(shè)計速度能達到600公里/小時以上，突破了傳統(tǒng)電磁懸浮列車在速度上的局限，為高溫超導(dǎo)磁懸浮列車提供了良好的理論基礎(chǔ)。另外，西南交通大學(xué)申請的名為“一種用于超導(dǎo)磁懸浮列車的低溫恒溫裝置及方法”的發(fā)明專利，其制冷裝置相較于現(xiàn)有的液氮導(dǎo)冷結(jié)構(gòu)，能夠降低維護成本，該項專利技術(shù)在中國和美國皆獲得了授權(quán)。

真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮車有望成為一種全新的先進運輸系統(tǒng)。西南交通大學(xué)設(shè)計研制的第二代高速真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮系統(tǒng)已經(jīng)完成第一階段調(diào)試，使得中國在該技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。同時西南交通大學(xué)的專利布局向真空管道技術(shù)延伸，著力于研究真空管道-超導(dǎo)耦合，且申請了多個關(guān)于真空管道結(jié)構(gòu)本身及其試驗平臺的相關(guān)專利。

中車集團作為全球軌道交通裝備的龍頭企業(yè)，在超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域以工程化應(yīng)用和系統(tǒng)集成為核心，技術(shù)布局兼顧高溫超導(dǎo)HTS和電動懸浮EDS，中車集團還參與制定ISO磁懸浮標準。中車集團聚焦超導(dǎo)技術(shù)的可靠性和成本控制，強調(diào)與現(xiàn)有軌道交通系統(tǒng)的兼容性，其申請的專利中大量涉及低溫系統(tǒng)集成、懸浮控制算法優(yōu)化等產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，且專注于混合技術(shù)路線，將常導(dǎo)與超導(dǎo)技術(shù)結(jié)合。

此外，其技術(shù)路線和專利布局全鏈條覆蓋，從超導(dǎo)材料到整車系統(tǒng)均有專利布局。中車集團未來布局推動HTS磁懸浮在嚴寒地區(qū)的應(yīng)用，解決低溫環(huán)境下的能耗問題，同時聯(lián)合航天科工集團開發(fā)真空管道技術(shù)。

中車長春軌道客車股份有限公司（以下簡稱中車長客）作為中車集團的核心子公司，其申請專利方向同樣側(cè)重于工程化應(yīng)用和系統(tǒng)集成，在列車結(jié)構(gòu)、磁體線圈結(jié)構(gòu)、軌道與懸浮結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制冷等方面進行了相關(guān)的專利布局。

中車長客還致力于研究高速磁懸浮列車的制動技術(shù)，其申請的“高速超導(dǎo)電動磁懸浮列車的制動控制方法、裝置和列車”已于2025年7月15日獲得專利授權(quán)，該技術(shù)針對全無人駕駛磁懸浮列車的安全制動系統(tǒng)進行了創(chuàng)新性的設(shè)計，通過地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)應(yīng)急制動與精準定位，可滿足各種制動工況的需求。

目前，我國很多高校和企業(yè)在涉及軌道技術(shù)的各個方面都進行了深入研究，且在超導(dǎo)電磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域的專利布局不僅限于國內(nèi)，還通過《專利合作條約》或直接申請的方式在海外關(guān)鍵市場如美國、歐洲、日本等獲得了多項專利授權(quán)，這些專利主要覆蓋高溫超導(dǎo)磁懸浮和超導(dǎo)材料等方向，體現(xiàn)了我國技術(shù)的全球競爭力。

運行中的高速磁懸浮列車

我國磁懸浮專利重點正從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)向系統(tǒng)集成、真空管道、高溫超導(dǎo)材料三大方向縱深演進。翻開中國磁懸浮項目的專利清單，幾百項核心技術(shù)專利構(gòu)筑起嚴密的知識產(chǎn)權(quán)壁壘。從超導(dǎo)磁體、直線電機到智能控制系統(tǒng)，所有關(guān)鍵部件均實現(xiàn)國產(chǎn)化。中國已主導(dǎo)ISO磁懸浮國際標準中核心章節(jié)的修訂，其中關(guān)于高溫超導(dǎo)磁體性能檢測的方法標準，直接采用了青島試驗線的數(shù)據(jù)模型。這種技術(shù)專利化、專利標準化的路徑，正推動中國從裝備出口國向規(guī)則輸出國轉(zhuǎn)變。

超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)的未來發(fā)展離不開知識產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)略布局，除了需進一步提升國內(nèi)外專利占比，把數(shù)量優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為標準與產(chǎn)業(yè)控制力，同時還需要強化核心專利布局，構(gòu)建技術(shù)壁壘，在美國、歐洲、日本等關(guān)鍵市場申請專利，防止技術(shù)封鎖；要積極參與國際標準制定，建立國內(nèi)行業(yè)標準，將自主專利技術(shù)寫入標準，提升全球競爭力；還要進一步加強高校與企業(yè)的聯(lián)合研發(fā)，高校專注基礎(chǔ)研究，企業(yè)負責(zé)工程化，關(guān)鍵領(lǐng)域申請互補專利，防止被競爭對手“卡脖子”。

隨著技術(shù)迭代優(yōu)化，磁懸浮車在未來交通運輸體系中將發(fā)揮重要作用，為出行方式和經(jīng)濟社會發(fā)展注入新活力。借用中車長客的工程師在展覽會所說的一句話：“我們減去的不僅是輪軌摩擦，更是中國制造與世界標桿之間的最后距離?！痹谶@場無聲的交通革命中，中國磁懸浮列車正以600公里/小時的速度，駛向人類交通文明的下一站。（作者單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心）

（文章來源：《創(chuàng)意世界》2026年3月號）

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編校：苑寶平