HESS sind normalerweise über Stromrichtern mit einem Gleichstrom- oder Wechselstromnetz verbunden. Es gibt verschiedene Konverter, deren Auswahl von der Anwendung abhängt. Leistungswandler dienen zur Steuerung des Leistungsflusses zwischen den verschiedenen Speicherelementen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, verschiedene Batterien mit Stromwandlern zu koppeln. Die Leistungswandler können sowohl in Reihen- als auch in Parallelschaltung angeordnet sein. Abhängig von der Komplexität der Steuerungsstrategien kann der Einsatz von Leistungswandlern und Mikrocontrollern teuer sein. Daher ist die richtige Abwägung zwischen wirtschaftlicher Durchführbarkeit und technischen Vorteilen entscheidend bei der Entscheidung zur Verwendung und Auslegung von HESS.
Eine der großen Herausforderungen bei HESS liegt im Design und der Auslegung des Energiemanagements, um eine sinnvolle Leistungsaufteilung auf die verschiedenen Speichertechnologien zu erreichen. Als Folge der unterschiedlichen Ladezustandsänderungen der angeschlossenen Batterien entsteht häufig ein Ungleichgewicht zwischen dem DC-Link-Bus und der Batteriespannung. Diese Änderung tritt auch nach sorgfältiger Auslegung auf. Eine feste Struktur eines HESS scheint nicht ausreichend, um dieses Problem zu lösen. Desweitern fehlt es an vergleichenden Studie in Bezug auf Energieeffizienz, Kapazitätsauslastung, Skalierbarkeit, Flexibilität, Hot-Swap-Fähigkeit, Kosten und weitere Optimierung der Gesamtsysteme sind notwendig. Weitere kritische Bereiche von HESS sind die Ladungszuordnung, der Ladungsaustausch und die Ladungsmigration innerhalb der Energiespeichersysteme.