2018北京車展上，現代就帶來了旗下的燃料電池車——NEXO，Nexo的續航里程（實際道路測試環境下）可達805km，包括約200km動力電池續航和600km氫燃料電池續航。這是現代燃料電池系統第四代技術，相較于上一代應用于ix35車型上的技術，更加成熟。

NEXO是現代的第二代商用燃料電池電動汽車，將于2018年初在全球的特定市場上市。NEXO改進了廣受好評的Tucson FCEV，預計行駛里程為370英里，比其前身高出105英里。通過加速度和力量的增加，以提高整體表現。

圖：現代燃料電池汽車發展路徑

設計用于處理極端的溫度和環境，NEXO測試證明，該車輛能夠在-20攝氏度的過夜溫度下啟動。 NEXO擁有在30秒內冷啟動的能力，在溫度超過120攝氏度的嚴峻環境中也具有優異的冷卻性能。

空氣供應系統的改進、高緯度表現以及更快的加氫時間、以及整體效率和燃油經濟性使得NEXO性能全面得到提升。另外，與汽油動力車輛相比，NEXO的功率密度和耐用性得到了較大程度提高。

圖：現代NEXO燃料電池汽車內飾

圖：現代NEXO燃料電池發動機艙

從各個角度看，現代NEXO已經代表了全球燃料電池汽車現階段的前沿技術水平，與豐田Mirai不相上下。現代NEXO、豐田Mirai、奔馳GLC F-Cell均采用了插電式燃料電池混動技術，即同時使用燃料電池堆和高壓鋰電池作為動力輸出單元，大大提高了續航里程。

根據豐田汽車測算，對于內燃機汽車，從油井、油箱再到車輪，效率為14%左右。而從油井制氫再到氫燃料電池車的車輪，效率約為28%－30%。內燃機已經發展100多年，體系完善，能提高1%的效率都很不容易，而氫燃料電池車的效率比內燃機汽車高出一倍。

日韓和歐洲的傳統車企更傾向于采用插電混動技術，從研發車型上能看出，日韓目前用Hybrid混合動力車過度，歐洲用插電混合動力車過度。未來插電混動技術也將應用在燃料電池汽車上，2030年后燃料電池汽車將有可能成為主要發展路線。

而新興車企，如美國特斯拉、以及中國的眾多初創OEM企業，則由于在發動機技術上落后，更傾向于采用純電驅動技術。

圖：現代NEXO燃料電池汽車拆解圖

新一代的NEXO，通過對發動機艙蓋下的電機、驅動單元和燃料電池堆進行優化和高度集成，不但讓系統體積和重量都有所下降，還把系統效率大幅度提高到了60%，輸出功率也從129馬力提高到了154馬力，這不但意味著其在加注同等重量氫氣的條件下，可以跑更遠的距離，還可以跑得更快（極速從160km/h提高到了179 km/h）。

圖：現代NEXO與上一代ix35 FCEV技術性能對比

圖：現代NEXO“gen4”燃料電池，相較于上一代系統性能指標提升

現代NEXO將燃料電池發動機powertrain of Fuel Cell (PFC)、驅動系統powerElectric (Electric motor + reduction gear + inverter)集成在在一起，放置于汽車的發動機艙，是整套系統最核心的部件。

現代NEXO搭載了三個52L的氫燃料罐Hydrogen storage system，放置于車身后方，可以有效保障發生前方碰撞時駕駛員的安全。氫燃料電池罐采用了快速排氣系統Exhaust system，可以保證在事故發生時最快速、安全的排空氫氣，避免發生爆炸危險。

高壓電池系統High-voltagebattery放置于車身尾部，采用了40KW鋰電池組，240V電壓，可以純電驅動提升續航里程，同時也起到預熱車輛、回收能量等作用，因此目前燃料電池汽車普遍采用動力電池組和燃料電池堆并聯的混動架構。

圖：現代NEXO動力系統爆炸圖

爬坡和加速時，燃料電池和動力電池同時供電，通過逆變器向驅動電機提供動力輸出；正常行駛時，燃料電池輸出，給動力電池充電，同時通過逆變器向驅動電機提供動力輸出；下坡和減速時，驅動電機通過逆變器向動力電池回收能量。

圖：現代NEXO工作原理

圖：現代NEXO控制管理（Control Management）

圖：現代NEXO 能量流（Power Flow）

由于FCEV可以像加油一樣為車輛加注氫氣，且氫氣儲量也可以通過擴展儲氫罐來直接擴容，NEXO可以在5分鐘之內為3個儲氫罐加滿體積為52.2L的氫氣，并在更高的系統效率幫助下，實現609公里的續航里程（按照韓國計算標準），而上一代的FCEV“途勝ix”，用一大一小加起來總共140升的儲氫能力，僅僅能實現415公里的續航里程。

采用的三個相同的儲氫罐設計，不但意味著NEXO儲氫系統的儲氫能力稍有提升，同時也使其布局更加靈活方便，既可以與電池等系統配合為后備箱騰出更大的空間，設計更規整的內部形狀，又能大幅度降低整個系統的制造難度；即便是儲氫罐的數量從2個增長到了3個，但NEXO整個儲氫系統的重量卻從127.5kg下降到了111kg，這直接提高了氫重量在整體燃料系統重量里的比率。

NEXO的儲氫罐使用了一種具有優異抗滲性的新材料，通過高壓氣體釋放裝置來滿足可燃性要求，當火焰接觸罐的任何部分而不只是釋放裝置時，它立即釋放所有氫。該罐體還具有耐火性，可以承受超過一個小時的火災，以保障發生事故時及時疏散。

NEXO的儲氫罐通過了所有的內部安全測試以及韓國的國家認證要求。它還通過了歐洲的安全測試，甚至是聯合國的全球安全標準測試，該測試使儲氫罐受到極端壓力、重復充電壓力、和使用單個儲氫罐的跌落測試。

圖：現代NEXO儲氫罐（Fuel Tanks）

NEXO的高低壓系統與目前常見的電動汽車類似，高壓240V驅動電機運轉，電壓12V供應電器部件，用DC/DC做電壓轉換。

圖：現代NEXO高低壓電池系統（High & Low Voltage Battery）

NEXO的電驅動系統采用集成化設計，驅動電機、逆變器、減速器全部集成在一起，且電驅動系統與燃料電池發動機集成在一起，實現了高度集成化，基本代表了目前燃料電池汽車驅動單元的最高技術水平。

圖：現代NEXO電驅動系統（Motor drive）

燃料電池堆（Fuel Cell Stack）是燃料電池汽車最核心的部件，采用質子交換膜技術，主要由催化劑、質子交換膜、氣體擴散層組成的膜電極和雙極板構成。

圖：現代NEXO燃料電池堆（Fuel Cell Stack）

除了最核心的燃料電池堆（Fuel Cell Stack），整套系統還需要壓縮機、加濕器、氫循環裝置、密封裝置等輔助設備，這些輔助設備是整套系統能否正常運轉的核心

圖：現代NEXO燃料電池輔助設備（Fuel Cell BOP）

NEXO燃料電池發動機功率密度達到3.11LW/L，處于世界最高水平，甚至略高于豐田mirai，中國目前的燃料電池發動機功率密度遠低于日韓水平，核心部件大多無法實現國產化，技術水平至少落戶日韓5-10年。

圖：現代NEXO燃料電池發動機封裝（Packaging）

圖：現代NEXO燃料電池發動機封裝（Packaging）

圖：現代NEXO燃料電池發動機封裝（Packaging）