高温超导磁悬浮列车是超导磁悬浮技术的主要应用方向之一,具有无需外部控制即可达到稳定悬浮的特性,相较轮轨列车有节能环保、速度应用区间广等优势,具有巨大的发展空间。低温系统作为超导磁悬浮的核心系统,冷却方法的选取及结构设计直接影响超导块材性能的发挥从而影响列车的运行性能。本文开展了传导冷却方法与液氮冷却方法对块材悬浮性能影响的研究,并提出了传导冷却方法的优化方案。最终针对磁悬浮列车的运行环境设计了液氮循环的低温系统,并进行校核计算,使其满足应用需求。首先,本文基于常规传导冷却方法搭建低温测试平台,结合SCML-02测试系统,测试块材在不同温度和场冷高度下的悬浮性能。同时对比液氮浸泡冷却实验,发现了两种冷却方法在不同温度和场冷高度下悬浮性能存在较大差值,在此基础上分析了冷却方法对悬浮性能影响,并阐明悬浮性能产生差异的原因。其次,利用COMSOL软件建立了超导块材的传导冷却模型,计算了常规传导冷却方法中块材的温度场分布,针对仿真结果中块材温度场的均匀性和准确性进行优化。基于低温平台实施优化方案,并利用实验验证方案有效性。对比发现优化后的冷却结构能够有效提高超导块材的悬浮性能,以此给出了传导冷却方法应用于悬浮单元的优化建议。同时与液氮浸泡冷却方法对比,发现块材悬浮性能依然无法达到液氮冷却下的数值,但两者悬浮性能的差距相对较小。从提升列车载重角度出发,给出了悬浮单元在不同工况下适用的冷却方法并提出了指导性建议。最终,本文针对高温超导磁悬浮列车的应用环境,旨在避免液氮浸泡冷却系统的高运行维护成本和制冷机传导冷却系统热均匀性差的缺点,设计了基于热管原理的液氮循环系统,重点设计了低温冷箱结构。同时对低温冷箱完成了三维建模、换热器设计及传热计算、材料选取、管路设计及热负荷分布计算。最后通过计算高温超导磁悬浮列车正常运行时低温系统的热负荷分布,验证了该系统的可行性,为高温超导磁悬浮列车工程化中低温系统的设计提供参考依据。