Sachverhalt:
A.
Der 1962 geborene A._ war zuletzt arbeitslos und dadurch bei der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (Suva) obligatorisch gegen die Folgen von Unfällen versichert, als er am 4. Mai 2015 mit seinem Personenwagen vor einer Kreuzung im Stop-and-go-Verkehr auf einen vor ihm fahrenden Lieferwagen auffuhr. Dabei zog er sich eine Distorsion der Halswirbelsäule (HWS) zu. Die Suva erbrachte in der Folge die gesetzlichen Versicherungsleistungen (Heilbehandlung und Taggeld). Nach Einholung einer kreisärztlichen Beurteilung vom 5. Dezember 2016 stellte sie ihre Leistungen per 31. Dezember 2016 ein (Verfügung vom 12. Dezember 2016). Gleichzeitig verneinte sie einen Anspruch auf eine Invalidenrente und eine Integritätsentschädigung mangels Vorliegens adäquater Unfallfolgen. Nachdem A._ in seiner Einsprache nebst weiteren Einwänden neu auch unfallkausale Zahnschäden geltend gemacht hatte, holte die Suva eine Stellungnahme ihres beratenden Zahnarztes ein. Mit Einspracheentscheid vom 17. November 2017 hielt sie an der Leistungseinstellung fest.
B.
Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 21. August 2019 ab.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt A._ beantragen, der angefochtene Entscheid sei aufzuheben und die Suva zu verpflichten, ihm ab 1. Januar 2017 weiterhin Versicherungsleistungen, insbesondere Taggelder und Heilungskosten, zu erbringen. Eventualiter sei die Sache an die Suva zurückzuweisen, damit diese weitere medizinische Abklärungen, insbesondere eine polydisziplinäre Begutachtung, veranlasse. Zudem ersucht er um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung.
Das Bundesgericht hat die vorinstanzlichen Akten eingeholt. Es wird kein Schriftenwechsel durchgeführt.

Erwägungen:
1.
1.1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist folglich weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Immerhin prüft das Bundesgericht, unter Berücksichtigung der allgemeinen Pflicht zur Begründung der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (<ref-ruling> E. 1 S. 236 mit Hinweisen).
1.2. Im Beschwerdeverfahren um die Zusprechung oder Verweigerung von Geldleistungen der Militär- oder Unfallversicherung ist das Bundesgericht nicht an die vorinstanzliche Feststellung des rechtserheblichen Sachverhalts gebunden (Art. 97 Abs. 2 und Art. 105 Abs. 3 BGG).
2.
2.1. Streitig ist, ob das kantonale Gericht Bundesrecht verletzte, indem es den von der Suva per 31. Dezember 2016 verfügten und mit Einspracheentscheid vom 17. November 2017 bestätigten folgenlosen Fallabschluss schützte.
2.2. Im angefochtenen Entscheid sind die massgebenden Bestimmungen und Grundsätze über das anwendbare Recht (<ref-ruling> E. 3.5.1 S. 661; Abs. 1 der Übergangsbestimmungen zur Änderung des UVG vom 25. September 2015, AS 2016 4375, 4387), über den für die Leistungspflicht des obligatorischen Unfallversicherers (<ref-law> in Verbindung mit <ref-law>) vorausgesetzten natürlichen und adäquaten Kausalzusammenhang zwischen dem Unfallereignis und dem eingetretenen Schaden im Allgemeinen (<ref-ruling> E. 1 S. 438; <ref-ruling> E. 3.1 und 3.2 S. 181) sowie über die Grundsätze der Adäquanzprüfung nach der sogenannten Schleudertrauma-Praxis (<ref-ruling>) korrekt dargelegt. Richtig sind auch die Ausführungen zum Beweiswert bzw. zur Würdigung ärztlicher Berichte und Gutachten (<ref-ruling> E. 6.2.2 S. 269; <ref-ruling> E. 5.1 S. 232; <ref-ruling> E. 3 S. 352 ff.). Darauf wird verwiesen.
3.
3.1. Das kantonale Gericht mass der kreisärztlichen Beurteilung des Dr. med. B._, Facharzt FMH für Chirurgie, vom 5. Dezember 2016, Beweiswert bei. Danach seien überwiegend wahrscheinlich keine strukturell objektivierbaren Unfallfolgen gegeben und könne von einer weiteren Behandlung der Unfallfolgen keine namhafte Besserung erwartet werden. Was die geltend gemachten Zahnschäden betreffe, so habe der beratende Zahnarzt der Suva, Dr. med. dent. C._, überzeugend dargelegt, dass die Kausalität zwischen dem Unfallereignis vom 4. Mai 2015 und den - erstmals im Februar 2017 geltend gemachten kariösen Läsionen - lediglich möglich sei. Die Vorinstanz erwog weiter, die Suva habe die Unfalladäquanz der organisch nicht hinreichend nachweisbaren Beschwerden zu Recht nach der Schleudertrauma-Praxis beurteilt und im Ergebnis korrekterweise verneint. Bei diesem Ergebnis könne auf eine abschliessende Beurteilung der natürlichen Kausalität und auf weitere medizinische Abklärungen verzichtet werden.
3.2. Der Beschwerdeführer rügt einen verfrühten Fallabschluss und in diesem Zusammenhang eine Verletzung der Abklärungspflicht durch die Suva (<ref-law>). Die Vorinstanz habe ihrerseits Bundesrecht verletzt, indem sie vor Fallabschluss keine externe Begutachtung veranlasst habe resp. indem sie die Suva nicht dazu angehalten habe, sich an der ausstehenden gutachterlichen Abklärung der Invalidenversicherung zu beteiligen. Es sei nicht nachvollziehbar, dass das kantonale Gericht im parallelen IV-Beschwerdeverfahren zum Schluss gelangt sei, der Gesundheitszustand des Beschwerdeführers sei somatisch und psychisch zu wenig abgeklärt, weshalb eine externe Begutachtung angezeigt sei, während es im Verfahren um UVG-Leistungen den medizinischen Sachverhalt als genügend abgeklärt erachte. Dadurch werde die Gefahr sich widersprechender Rechtsfolgen geschaffen.
4.
4.1. Nach Gesetz und Rechtsprechung hat der Unfallversicherer den Fall (unter Einstellung der vorübergehenden Leistungen Heilbehandlung und Taggeld sowie mit Prüfung des Anspruchs auf eine Invalidenrente und auf eine Integritätsentschädigung) abzuschliessen, wenn von der Fortsetzung der ärztlichen Behandlung keine namhafte Besserung des Gesundheitszustandes der versicherten Person mehr erwartet werden kann und allfällige Eingliederungsmassnahmen der Invalidenversicherung abgeschlossen sind (<ref-law>; <ref-ruling> E. 4 S. 113 ff.; SVR 2010 UV Nr. 30 S. 120, Urteil 8C_493/2018 vom 12. September 2018 E. 3.2). Die Besserung bestimmt sich namentlich nach Massgabe der zu erwartenden Steigerung oder Wiederherstellung der Arbeitsfähigkeit, soweit unfallbedingt beeinträchtigt, wobei die durch weitere Heilbehandlung zu erwartende Besserung ins Gewicht fallen muss. Unbedeutende Verbesserungen genügen nicht. Diese Frage ist prospektiv zu beurteilen (RKUV 2005 Nr. U 557 S. 388, U 244/04 E. 3.1; Urteil 8C_285/2016 vom 22. Juli 2016 E. 7.1).
Die Prüfung der Adäquanz ist bei Anwendung der Praxis zu den psychischen Unfallfolgen (<ref-ruling>) in jenem Zeitpunkt vorzunehmen, in dem von der Fortsetzung der auf die somatischen Leiden gerichteten ärztlichen Behandlung keine namhafte Besserung des Gesundheitszustandes mehr erwartet werden kann (<ref-ruling> E. 6.1 S. 116; Urteil 8C_184/2017 vom 13. Juli 2017 E. 2.2). Bei der Schleudertrauma-Praxis ist dies der Zeitpunkt, in dem von der Fortsetzung der auf das Schleudertrauma-Beschwerdebild - dessen psychische und physische Komponenten nicht leicht zu differenzieren sind - gerichteten ärztlichen Behandlung keine namhafte Besserung mehr zu erwarten ist (<ref-ruling> E. 4.3 S. 115 und E. 6.2 S. 116 f.; Urteile 8C_114/2018 vom 22. August 2018 E. 4; 8C_303/2018 vom 5. September 2017 E. 6.1; 8C_592/2015 vom 29. April 2016 E. 4).
4.2. Eingliederungsmassnahmen der Invalidenversicherung standen vorliegend im Zeitpunkt des Fallabschlusses nicht zur Diskussion. Die Rechtmässigkeit des Fallabschlusses beurteilt sich somit danach, ob von einer Fortsetzung der ärztlichen Behandlung über den 31. Dezember 2016 hinaus noch eine namhafte Besserung des Gesundheitszustandes erwartet werden konnte. Diesbezüglich ergibt sich, dass Dr. med. D._, Facharzt FMH für Chirurgie, unter Fortsetzung der konservativen Behandlung mit insbesondere Physiotherapie, Osteopathie und physikalischen Massnahmen mit einer weiteren Steigerung der Arbeitsfähigkeit rechnete. Unter der bisherigen Therapie habe nach anfänglicher vollständiger Arbeitsunfähigkeit eine allmähliche Besserung, insbesondere der Beweglichkeit der HWS erreicht werden können (vgl. Bericht vom 7. Juni 2016). Die Arbeitsfähigkeit habe ab 10. Juni bis 30. November 2015 zuerst auf 30 % und ab 1. Dezember 2015 auf 40 % gesteigert werden können. Aus den Unfallscheinen ergibt sich sodann, dass die Arbeitsfähigkeit ab 19. September 2016 auf 50 % festgelegt wurde. Der Neurologe Dr. med. E._ führte in seinem Bericht vom 12. Oktober 2016 indessen aus, dass die Beschwerden bis heute trotz zahlreicher Therapien nur wenig zurückgegangen seien (Bericht vom 12. Oktober 2016). Der Patient beklage ständige und bei jeglicher körperlichen Belastung zunehmende Nacken- und Kopfschmerzen. Es komme noch immer zu Schmerzausstrahlungen der Nackenschmerzen in die Schultern und Arme beidseits. Im Weiteren bestünden auch immer wieder Schwindelbeschwerden. Dr. med. E._ schloss mit den Worten, der Patient werde weiterhin auf regelmässige Physiotherapie und Analgetika angewiesen sein, allenfalls könnten auch Antidepressiva unterstützend wirken. Am 5. Dezember 2016 hielt der Kreisarzt Dr. med. B._ auf entsprechende Frage der Sachbearbeiterin hin fest, es lägen keine strukturell objektivierbaren Folgen des Unfalls vom 4. Mai 2015 vor. Zudem verneinte er die Frage, ob von einer weiteren Behandlung der Unfallfolgen noch eine namhafte Besserung des Gesundheitszustands zu erwarten sei. Die Vorinstanz erachtete diese gestützt auf die vorhandenen Akten ergangene kreisärztliche Stellungnahme als nachvollziehbar.
4.3. Aus den Berichten der behandelnden Ärzte sowie den aktenkundigen Unfallscheinen ergibt sich zwar, dass der Beschwerdeführer die Arbeitsfähigkeit unter der bisherigen Behandlung schrittweise erhöhen konnte, letztmals per 19. September 2016. Dass von weiteren medizinischen Massnahmen über den 31. Dezember 2016 hinaus prospektiv noch eine namhafte Besserung des Gesundheitszustands mit einer weiteren Steigerung der Arbeitsfähigkeit zu erwarten gewesen wäre, ist mit Blick auf den Bericht des Dr. med. E._ vom 12. Oktober 2016 aber nicht anzunehmen. Ausserdem gab auch die Hausärztin Dr. med. F._, Fachärztin FMH für Physikalische Medizin, gegenüber der Suva an, dass sie den Fall gerne abschliessen würde. Sie habe den Patienten mit aller Mühe per 19. September 2016 50 % arbeitsfähig geschrieben (Telefonnotiz vom 4. Oktober 2016). Dass der Versicherte von weiterer Physiotherapie profitieren kann, genügt im Übrigen praxisgemäss nicht, um den Fallabschluss hinauszuzögern (Urteil 8C_39/2018 vom 11. Juli 2018 E. 5.1 mit Hinweis). Ärztliche Verlaufskontrollen, die Einnahme von Medikamenten sowie manualtherapeutische Behandlungen gelten ebenfalls nicht als kontinuierliche, mit einer gewissen Planmässigkeit auf eine namhafte Verbesserung des Gesundheitszustandes gerichtete ärztliche Behandlung im Sinne der Rechtsprechung (Urteil 8C_306/2016 vom 22. September 2016 E. 5.3 mit Hinweis). Ferner ist auch von einer psychiatrischen Behandlung keine namhafte Besserung zu erwarten, nachdem Dr. med. G._, Facharzt FMH für Psychiatrie und Psychotherapie, die Prognose "quoad restitutionem" als wohl infaust bezeichnet hatte (vgl. Bericht vom 12. Februar 2017). Ferner legt auch der Beschwerdeführer nicht dar, dass und - bejahendenfalls - von welchen ärztlichen Behandlungen im Zeitpunkt der Leistungseinstellung per 31. Dezember 2016 prospektiv noch eine namhafte Besserung seines Gesundheitszustands zu erwarten gewesen wäre. Dass diesbezüglich von weiteren medizinischen Abklärungen neue Erkenntnisse zu erwarten wären, ist nicht ersichtlich. Schliesslich steht auch der Umstand, dass die IV-Stelle gemäss Rückweisungsentscheid des Sozialversicherungsgerichts des Kantons Zürich vom 21. August 2019 ein medizinisches Gutachten einzuholen hat, dem Fallabschluss der Unfallversicherung nicht entgegen, zumal sich aus invalidenversicherungsrechtlicher Sicht offenbar in erster Linie die Frage stellt, ob sich der Gesundheitszustand des Versicherten im Vergleichszeitraum erheblich verändert hat und wie die Arbeitsfähigkeit gesamthaft zu beurteilen ist.
4.4. Nach dem Gesagten ist nicht zu beanstanden, dass die Vorinstanz von weiteren Abklärungen abgesehen und den von der Suva festgelegten Zeitpunkt des Fallabschlusses bestätigt hat.
5.
5.1. Steht fest, dass die Leistungseinstellung auf Ende Dezember 2016 rechtens ist, bleibt der Anspruch auf eine Invalidenrente zu prüfen. Das kantonale Gericht hat in diesem Zusammenhang festgestellt, dass keine organisch nachweisbaren Beschwerden vorlägen. Namentlich hat es festgehalten, dass klinische Befunde wie Verhärtungen und Verspannungen der Muskulatur, eine Druckdolenz im Nacken oder eine Einschränkung in der Beweglichkeit nicht auf ein klar fassbares unfallbedingtes organisches Korrelat des Beschwerdebildes schliessen lassen würden. Dem ist beizupflichten, kann doch von organisch objektiv ausgewiesenen Unfallfolgen erst dann gesprochen werden, wenn die erhobenen Befunde mit apparativen/bildgebenden Abklärungen bestätigt wurden und die hiebei angewendeten Untersuchungsmethoden wissenschaftlich anerkannt sind (<ref-ruling> E. 5.1 S. 251; <ref-ruling> E. 7 ff. S. 118 ff.; vgl. auch <ref-ruling> E. 5 S. 361 ff.). In Bezug auf die von Dr. med. F._ erwähnte Osteochondrose mit Diskushernie C5/6 hat das kantonale Gericht unter Verweis auf den Bericht des Röntgeninstituts H._ vom 8. Mai 2015 zutreffend festgestellt, dass dieser Befund bereits vor dem streitbetroffenen Unfall bestand. Soweit der Beschwerdeführer unfallbedingte Zahnschäden geltend macht, ist ihm entgegenzuhalten, dass die Vorinstanz diesbezüglich unter Verweis auf die Stellungnahme des beratenden Zahnarztes der Suva, Dr. med. dent. C._ (vgl. Bericht vom 27. März 2017), festgestellt hat, ein natürlicher Kausalzusammenhang zum Unfallereignis vom 4. Mai 2015 sei lediglich möglich. Diese Beurteilung überzeugt. Eine Leistungspflicht der Suva für die geltend gemachten Zahnschäden scheidet demnach bereits mangels Nachweises der natürlichen Kausalität aus.
5.2. Fehlt es an organisch nachweisbaren Unfallfolgen, so ist eine gesonderte Adäquanzprüfung erforderlich. Damit die Adäquanz bejaht werden könnte, müsste von den in die Beurteilung einzubeziehenden Kriterien entweder ein einzelnes in besonders ausgeprägter Form erfüllt sein oder hätten mehrere in gehäufter Form vorzuliegen (<ref-ruling> E. 10.1 S. 126 f.; <ref-ruling> E. 6a S. 367 und 369 E. 4c S. 383). Letzteres trifft bei einem Unfall im Grenzbereich zu den leichten Ereignissen zu, wenn mindestens vier der Kriterien gegeben sind (Urteil 8C_525/2017 vom 30. August 2018 E. 8.4; SVR 2010 UV Nr. 25 S. 100, Urteil 8C_897/2009).
5.3. Das kantonale Gericht hat die Adäquanz - wie zuvor bereits die Suva - nach der bei einem Schleudertrauma, äquivalenter Verletzung der Halswirbelsäule und Schädel-Hirntrauma ohne organisch objektiv ausgewiesene Beschwerden (sog. Schleudertrauma-Praxis) anwendbaren Rechtsprechung (<ref-ruling>) geprüft. Sodann hat sie das Unfallereignis als mittelschwer im Grenzbereich zu den leichten Ereignissen eingestuft, was nicht zu beanstanden ist, werden doch einfache Auffahrunfälle rechtsprechungsgemäss in der Regel als mittelschwer im Grenzbereich zu den leichten Unfällen qualifiziert (SVR 2017 UV Nr. 16 S. 53, 8C_425/2016 E. 4.3.3). Besondere Umstände, die es rechtfertigen würden, davon im hier zu beurteilenden Fall abzuweichen, werden keine geltend gemacht und sind auch nicht ersichtlich.
5.4. Schliesslich hat das kantonale Gericht die Adäquanzprüfung der Suva übernommen, wonach die sieben unfallbezogenen Kriterien weder in gehäufter noch in auffallender Weise erfüllt seien. Der Beschwerdeführer macht geltend, vorliegend seien die drei Kriterien der fortgesetzten, spezifischen ärztlichen Behandlung, der erheblichen Beschwerden sowie der erheblichen Arbeitsunfähigkeit trotz ausgewiesener Anstrengungen erfüllt. Wie es sich damit verhält, kann offen bleiben. Denn selbst wenn diese drei Kriterien erfüllt wären, würde dies zur Bejahung des adäquaten Kausalzusammenhangs nicht genügen, da jedenfalls keines davon besonders ausgeprägt vorliegt (vgl. E. 5.2 hiervor). Dass die Prüfung der übrigen Kriterien rechtsfehlerhaft erfolgt sein soll, ist ausserdem nicht ersichtlich und beschwerdeweise auch nicht geltend gemacht. Damit ist nicht zu beanstanden, dass das kantonale Gericht die Adäquanz der geklagten Beschwerden verneint hat.
6.
Zusammenfassend hat die Vorinstanz kein Bundesrecht verletzt, indem sie den von der Suva vorgenommenen folgenlosen Fallabschluss per 31. Dezember 2016 bestätigte. Die Beschwerde ist unbegründet und abzuweisen.
7.
Die Gerichtskosten werden dem unterliegenden Beschwerdeführer auferlegt (<ref-law>). Dem Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege (im Sinne der vorläufigen Befreiung von den Gerichtskosten und der unentgeltlichen Verbeiständung) kann entsprochen werden, da die Bedürftigkeit ausgewiesen ist, die Beschwerde nicht als aussichtslos zu bezeichnen und die Vertretung durch einen Rechtsanwalt geboten war (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Es wird indessen ausdrücklich auf <ref-law> aufmerksam gemacht, wonach die begünstigte Partei der Bundesgerichtskasse Ersatz zu leisten haben wird, wenn sie später dazu im Stande ist.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Dem Beschwerdeführer wird die unentgeltliche Rechtspflege gewährt und Rechtsanwältin Dr. Barbara Wyler wird als unentgeltliche Anwältin bestellt.
3.
Die Gerichtskosten von Fr. 800.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt, indes vorläufig auf die Bundesgerichtskasse genommen.
4.
Der Rechtsvertreterin des Beschwerdeführers wird aus der Bundesgerichtskasse eine Entschädigung von Fr. 2'800.- ausgerichtet.
5.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Gesundheit schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 3. Dezember 2019
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Maillard
Der Gerichtsschreiber: Wüest