Звучит круто — скорость решает всё. Начни с комплекта коннекторов с низким ESR; чем меньше сопротивления, тем быстрее замена. Используй высокоскоростной программируемый контроллер заряда, который может выдавать кратковременный импульс тока, а потом снижать его, чтобы поддерживать стабильное напряжение. Поставь микроконтроллер с быстрой обработкой прерываний, чтобы сканировать напряжение ячеек с АЦП за микросекунду; как только одно падает, запускай переключение. Не забудь про быструю последовательность включения: зафиксируй напряжение шины с помощью повышающе-понижающего регулятора, который справится с внезапным скачком нагрузки за микросекунды. И, наконец, размести ячейки в модульной компоновке, чтобы контроллер мог физически подтягивать новую ячейку, пока старая ещё безопасно разряжается. Сделай прошивку лаконичной, используй сторожевые таймеры, и за минуту ты всё заменишь — молниеносно и точно.