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柴電動力又稱柴油電力、柴油機電力，很多混合動力裝置均使用柴電傳動系統來提供牽引力，一套柴電系統使用一個柴油機連接一個發電機產生電力供牽引電機使用。

水面艦艇

第一艘柴油機船隻其實也就是第一艘柴電動力船隻，是1903年下水的俄羅斯汪達爾號油輪。而蒸氣渦輪-電動機推進則是在1920年代於美國田納西級戰列艦上使用，後續這類技術都一直有少量運用；在美國以外，20世紀初運用柴電動力最大型的艦艇屬芬蘭海軍的維納莫寧級海防戰艦，美國海軍在二戰爆發時因蒸氣渦輪的料件生產短缺，二戰初製造的艾瓦茲級護航驅逐艦也運用了柴電推進設計。

在戰後，運用柴電動力設計的艦艇主要是破冰船。

一些當代的船隻，比如遊艇和破冰船上，使用電動機進行輔助推進幫助船隻進行360度旋轉從而使得船隻更具有操作性。

還有一些船隻使用燃氣輪機但原理卻基本相似。其實很大一部分船隻的動力系統則是將各種輪機系統混和在一起的。比如瑪麗二世女王號，在船的底部安有一組柴油機以及在頂部排氣塔的一組燃氣輪機。這裡兩組輪機都用於發電以供應發電機，船隻的推進螺旋槳卻並未與這兩組的任何一組直接連接。

潛艇

柴電動力在第一次世界大戰之前就已經成功地在潛艇上使用，由此潛艇的續戰力相較更早的潛艦又有提升。在柴油引擎未泛用前，潛艦的熱機動力曾用過煤油或汽油引擎，但是這些燃料容易揮發，不易運用；揮發性小、燃點高的柴油讓潛艦更為安全，且柴油引擎的效率好，潛艦也能有更遠的航程。

初期潛艦運用的柴電動力，由柴油機、電動機、發電機、蓄電池構成。螺旋槳由柴油機與電動機並聯，在水上航行可運用柴油機航行，也可讓柴油機帶動發電機為蓄電池充電。在潛航狀態時，艦艇空氣有限，無法讓需要耗氧的熱機運作；蓄電池會為電動馬達提供能量，由電力推動螺旋槳。

在這階段，柴油引擎和電動馬達是連接在同一組傳動裝置上，視需求切換並聯機組，而柴油引擎會另外連接發電機為潛艦電池充電。但轉換動力來源切換變速箱會造成額外的噪音，為了容納多型機組而拉長的螺旋槳傳動軸則會製造更多振動，增加被偵測到的風險。狹義來看，尚不算真正的柴電動力。蘇聯部分使用這種架構的潛艦則以設置3組推進機組處理隱匿性問題：比如三台柴油機或電動機同時運作，或者通過通氣管讓兩台靠外的柴油機為蓄電池充電，中間的推進槳則由更安靜的電動機繼續運作等等。

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