Un sous-marin diesel est un très bon exemple de véhicule hybride. La plupart des sous-marins diesel ont deux moteurs diesel ou plus. Les diesels peuvent fonctionner hélices ou ils peuvent courir générateurs qui rechargent un très grand parc de batteries. Ils peuvent également fonctionner en combinaison, un moteur entraînant une hélice et l'autre entraînant un générateur.
Le sous-marin doit faire surface (ou naviguer juste sous la surface à l'aide d'un tuba) pour faire fonctionner les moteurs diesel. Une fois les batteries complètement chargées, le sous-marin peut se diriger sous l'eau. Les batteries alimentent les moteurs électriques qui entraînent les hélices. Fonctionnement sur batterie est la seule façon pour un sous-marin diesel de s'immerger.
Les limites de la technologie des batteries limitent considérablement la durée pendant laquelle un sous-marin diesel peut rester sous l'eau. C'est l'énorme avantage de l'utilisation de l'énergie nucléaire dans un sous-marin. Les générateurs nucléaires n'ont pas besoin d'oxygène, donc un sous-marin nucléaire peut rester sous l'eau pendant des semaines à la fois. Voir Comment fonctionne l'énergie nucléaire pour une description.
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