NEX
O
是現代
第二代燃料電池電動汽車，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，提高了車輛的續航里程和加速能力。
現代NEXO與上一代ix35 FCEV技術性能對比如表所示：
01、動力系統構型分析
NEXO車輛采用了燃料電池和動力電池兩種能量源相結合的組合方式，屬于電-電混合的動力系統構型，現代NEXO將燃料電池發動機、驅動系統集成在在一起，放置于汽車的發動機艙，是整套系統最核心的部件。高壓電池系統放置于車身尾部，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。
NEXO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。
根據動力系統構型方案分析，車輛可以實現至少六種工作模式，分布是純電動模式、FCS+動力電池驅動模式、FCS+動力電池充電模式、純FCS模式、再生制動模式、駐車充電模式。
純電動模式是指在較低車速時僅有動力電池提供能量驅動，FCS系統不啟動不參與；FCS+動力電池驅動模式是指在較大功率需求時，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；FCS+動力電池充電模式是指在正常行駛時，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；純FCS模式是指在較高車速勻速行駛時，僅有FCS系統提供能量驅動車輛，動力電池既不充電也不放電；再生制動模式是指下坡和減速時，驅動電機通過逆變器向動力電池回收能量；駐車充電模式是指長時間駐車怠速，電池SOC下降到一定閾值，FCS系統啟動，給動力電池充電。
NEXO車輛通過燃料電池總成輸送電能給驅動電機，其驅動方式是通過氫氣與氧氣在燃料電池堆內發生反應，利用化學反應產生出的電能來帶動驅動電機，最終驅動車輛行駛，同時反應產生的其他剩余電能可以存入儲能動力電池組內。車輛的動力系統能量流向路徑如下圖所示，具體的步驟如下：
-
氧氣經過空氣壓縮機和加濕器后進入電堆，氫氣從氫罐經過減壓閥和氫噴后進入電堆，氫氣和氧氣在燃料電池中發生化學反應生成水和電能；
-
動力電池根據整車需求功率和電堆當前輸出功率，通過BMS控制動力電池充/放電，已滿足驅動需求；
-
電堆生成的電能和動力電池的電能經過高壓配線盒耦合后，提供MCU使用；
-
燃料電池內反應產生的水排出車輛外，整個過程實現了無污染零排放。
現代汽車相對豐田公司要保守許多，在SAE PAPER上鮮有文章發表，燃料電池車NEXO技術類的文章難以查詢，豐田對旗下燃料電池車MIRAI卻發表了好幾篇詳細的技術文章，筆者瀏覽了國內外大量文章和資料，盡可能的分析出NEXO系統的關鍵部件特點。
燃料電池車的核心在于燃料電池發動機系統，其余驅動系統及動力電池系統與EV、PHEV相差不大，NEXO燃料電池車包含六大關鍵系統，分別是電堆系統、附件（BOP）系統、FCU系統、動力驅動系統、動力電池系統、儲氫系統。
NEXO車輛的電堆系統是由數百個單體組成，NEXO的電堆包含440個燃料電池單體，電壓范圍在250-440V之間，每個單體包含雙極板、氣體擴散層和質子交換膜。氫氣和氧氣在電堆中發生化學反應，產生電能和熱，未完全反應的氫氣會再循環，以提高氫氣利用率。因此電堆系統需要高效的供氫系統、供空氣系統和熱管理系統。
NEXO車輛附件系統包含供氫系統、供空氣系統和熱管理系統。供氫系統包含氫氣截止閥、氫氣供應閥、氫噴、吹掃閥、壓力閥、排水閥等部件。以氫噴為例，氫噴作用有兩個方面，一是將氫氣減壓輸入到電堆，二是將未反應的氫氣再循環。
供空氣系統包括空濾、空氣流量傳感器、空氣壓縮機及控制器、加濕器、空氣截止閥、壓力控制閥、消 音器等部件。NEXO采用外部加濕法，使用加濕器對高壓空氣加濕，空氣壓縮機的作用是提供適量的流量/壓力的空氣到電堆系統。由于電堆產生大量熱，因此需要更為高效的熱管理系統，包含高壓水泵、溫度控制閥、旁通閥、陰極氧消耗加熱器（COD加熱器）、去離子器、散熱器等部件。其中COD加熱器的作用是消耗電堆中殘余的氫氣和氧氣以提高電堆耐久性，在低溫環境下加熱電堆，以提高電堆環境適應性；去離子器作用是清除冷卻液中的離子。
與豐田燃料電池車Mirai不同的是，車輛沒有VCU控制單元。NEXO車輛將整車控制器和電堆控制器（FCU）集成一體,通過CAN信號與BMS（電池控制器）、SVM（電堆電壓控制器）、BPCU（空氣壓縮機控制器）、MCU（電機控制器）等控制器通信。FCU主要功能是控制燃料電池系統啟停、輸出、供氫供空氣、失效保護等、控驅動力/制動力輸出分配、空調系統控制等方面。
NEXO動力系統包含電機、MCU、減速器、BHDC等部件，中BHDC為電池高壓DCDC，其作用是對動力電池輸出輸入電流的增壓降壓，其動力驅動系統與電動汽車、混合動力汽車基本相同，只是集成度做的真不錯，當然這是另一個話題，電堆和驅動總成可以放置在前艙布置的恰到好處，具體原理在此不贅述。
NEXO車輛配置了1.56千瓦時的動力電池組，與燃料電池分別起著不同的作用，在整車負載低的時候可以單獨用動力電池給驅動電機供電，帶動車輛前進，而燃料電池堆棧也可以通過發電給動力電池充電，動力電池把燃料電池堆產生的剩余電能儲存起來，供后續車輛急加速使用和車載用電器使用。當車輛有較大的加速動力需求的時候，動力電池輔助燃料電池總成，兩者聯合向驅動電機供電，實現雙重供電滿足動力需求。當車輛減速行駛的時候，驅動電機轉化為發電機來回收動能，電能直接回饋輸送到動力電池組內儲存起來。
NEXO配備了3個儲氫罐加滿體積為52.2L的氫氣，儲氫系統質量111kg，提高了氫重量在整體燃料系統重量里的比率。NEXO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；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。
文章介紹了燃料電池NEXO車輛的整車、系統的基本特點和工作原理，談不上深度，只為行業愛好者普及一下先進燃料電池車輛基本知識。其實有這種想法也是看到一汽技術人員在《汽車文摘》發表的“豐田燃料電池汽車Mirai技術分析”后，感覺應該把NEXO車輛的技術特點總結一下。其實無論是豐田Mirai也好，還是現代NEXO也罷，其技術先進程度遠遠領先我國，尤其是在細節的設計上。也許這是一個系統的工程，氫燃料的安全性太重要了，國外幾臺車不僅在電堆技術有獨特之處，在整車布置、安全等方面也是全面考慮。國家能源局綜合司把氫能列入可再生能源發展“十四五”規劃，可見燃料電池車未來還是很值得期待的。
